大気圧プラズマを用いたX線結晶光学素子の超精密無歪み加工

利用常压等离子体对X射线晶体光学元件进行超精密无畸变加工

• 批准号: 22KJ2062
• 负责人: 松村 正太郎
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2062/
• 关键词: 大気圧プラズマエッチング; 高圧プラズマ; X線結晶光学素子; チャネルカット結晶

極狭空間でのプラズマ安定生成手法として、最大圧力10気圧条件下におけるPlasma Chemical Vaporization Machining (PCVM) 加工に向け、前年度製作した高気圧プラズマ生成チャンバーに取り付ける、インピーダンス整合回路の設計、製作を行った。チャンバー内のL（インダクタンス）およびC（キャパシタンス）の分布を概算，あるいは実際に測定し，高周波導入のためのインピーダンス整合回路を完成させ、電力等を厳密にパラメータとできるよう装置系を構築した。製作したチャンバーにおいて、シリコンウエハを用いた基礎検討を行い、現状最大で目標としていた10気圧条件下でのプラズマ生成を確認した。また、電解集中を有効に利用できる電極とし前年度検討した極細ワイヤ電極を用い、さらに前年度考案した粗さの悪化を抑制するための電源へのパルス変調の導入について、さらに詳細に検討を行った。電源のオフ時間を長くとるほど、拡散による反応生成物の排出が進み、粗さの悪化が抑制されることが分かった。また、ターボ分子ポンプを導入しガス導入前の真空度を向上させたところ、表面粗さがさらに良化したことから、やはり雰囲気ガス中の不純物が表面粗さに与える影響は大きく、多くの知見が得られた。さらに、実際の結晶光学素子に対してワイヤ電極による加工を適用し、大型放射光施設にて結晶性評価実験を行った。結果として、幅約100ミクロンの結晶はやはりまだ加工分解能の不足を示唆しており、本研究の目標である高圧プラズマによる加工の重要性が増したと考えられる。対して、こちらもこれまで未達成であった幅1ミリ程度の結晶に関しては、加工により結晶性が改善し、高品質な反射面が創生されていることが確認された。

Plasma Chemical Vaporization Machining (PCVM) processing direction, previous year's production, high pressure generation, selection, design and production of integrated circuits under extremely narrow space and maximum pressure of 10 degrees. The distribution of L and C in the circuit is estimated, and the integrated circuit of high frequency wave introduction is completed. The equipment system is constructed. Make a decision. Make a decision. Make a decision. In addition, the electrode concentration has been used in the previous year. The electrode concentration has been used in the current year. Power supply time is long, dispersion time is short, emission time is short, and emission time is short. In addition, the vacuum degree before the introduction of the TA-molecular support is increased, and the surface is roughened and improved. The impure substances in the air have a great influence on the surface roughness, and many insights are gained. In this case, the crystalline optical element is suitable for processing, and the crystalline optical element is suitable for large-scale radiation application. The results show that the crystal size of the sample is about 100 μ m, and the processing energy is insufficient. The purpose of this study is to increase the importance of the processing. For example, if the crystal is not fully crystallized, the crystallinity is improved and the high quality reflective surface is produced.

项目成果

高圧プラズマエッチングによるマイクロチャネルカット結晶内壁の無歪み化

高压等离子刻蚀微通道切割晶体内壁无应变

• 发表时间: 2023
• 作者: 徳田将志，中尾舞，渡邉杜，中村瞭弥，前田将輝，Sanghyun Lee，Yue Di;青山和司，水島健，Jin Xiao-Feng，小林研介，新見康洋;藤原浩司，岩切秀一，中村瞭弥，横井雅彦，渡邉杜，小林研介，新見康洋;松村正太郎，小笠原伊織，大坂泰斗，井上伊知郎，山内和人，矢橋牧名，佐野泰久
• 通讯作者: 松村正太郎，小笠原伊織，大坂泰斗，井上伊知郎，山内和人，矢橋牧名，佐野泰久

Stretching pulse duration of hard X-ray laser up to 50 ps using rotated-inclined crystals

使用旋转倾斜晶体将硬 X 射线激光器的脉冲持续时间拉伸至 50 ps

• 发表时间: 2022
• 作者: Shotaro Matsumura;Shota Nakano;Taito Osaka;Ichiro Inoue;Jumpei Yamada;Tadashi Togashi;Kensuke Tono;Kazuto Yamauchi;Makina Yabashi and Yasuhisa Sano
• 通讯作者: Makina Yabashi and Yasuhisa Sano

Surface processing of micro-channel-cut crystal monochromator using plasma chemical vaporization machining with wire electrode

线电极等离子化学汽化加工微通道切割晶体单色仪的表面处理

• 发表时间: 2022
• 作者: Shotaro Matsumura;Shota Nakano;Yasuhisa Sano;Taito Osaka;Ichiro Inoue;Makina Yabashi and Kazuto Yamauchi
• 通讯作者: Makina Yabashi and Kazuto Yamauchi

Surface finishing method for micro channel-cut crystal X-ray monochromator using plasma chemical vaporization machining with wire electrode

线电极等离子化学汽化加工微通道切割晶体X射线单色仪的表面精加工方法

• 发表时间: 2022
• 作者: Shotaro Matsumura;Iori Ogasahara;Taito Osaka;Ichiro Inoue;Kazuto Yamauchi;Makina Yabashi and Yasuhisa Sano
• 通讯作者: Makina Yabashi and Yasuhisa Sano

狭ギャップチャネルカット結晶X線モノクロメータの大気圧プラズマによるワイヤ電極を用いた内壁無歪み加工

使用大气压等离子体线电极对窄间隙通道切割晶体X射线单色仪内壁进行无畸变加工

• 发表时间: 2021
• 作者: Shotaro Matsumura;Iori Ogasahara;Taito Osaka;Ichiro Inoue;Kazuto Yamauchi;Makina Yabashi and Yasuhisa Sano;松村 正太郎
• 通讯作者: 松村 正太郎