ゾーンプレート原器描画装置の開発

ゾーンプレート(ZP)の製作に短波長レーザを用いた描画装置の開発研究を行った。ZPは中心部ではその格子線の幅は太く,周辺部に行くにつれて細くなる。申請者の提案した方法は,ZP中心部ではレーザビームの焦点を外し,周辺部に向かうにつれて焦点を合わせることにより線幅を制御することにある。これまでの方式は重ね書きによるものであるが,本法は,格子線の中心部分まで一気にビームの位置を移動させることができる。当初,レンズの移動にピエゾの撓みを利用する方式をとったが,移動量の再現性が乏しいことと,広範囲の移動量を実現することが困難なことが判明した。この間の実験期間が長期に渡ってしまった。そこで,今回はピエゾの駆動機構を諦めて,小型のアクチュエータを購入して,これを平行バネ機構による精密移動ステージ(自作)に取り付け,その移動量をフィードバックしながら高精度にレンズの移動量を調整する方法に変更した。この装置を使用して,デフォーカス量とレーザーパワー,描画される格子線の幅,基板回転速度との関係の理論を立てて,実験で確かめた。また,この装置によって描かれたゾーンプレートを用いて,天体望遠鏡の主鏡の測定を行った。これまでの方法と比較して,デューティ比が一定に保たれた格子が描けるようになり,描画時間が1/2程度に短縮された。

ゾーンプレート(ZP)の製作に短波長レーザを用いた描画装置の開発研究を行った。ZPは中心部ではその格子線の幅は太く,周辺部に行くにつれて細くなる。申請者の提案した方法は,ZP中心部ではレーザビームの焦点を外し,周辺部に向かうにつれて焦点を合わせることにより線幅を制御することにある。これまでの方式は重ね書きによるものであるが,本法は,格子線の中心部分まで一気にビームの位置を移動させることができる。当初,レンズの移動にピエゾの撓みを利用する方式をとったが,移動量の再現性が乏しいことと,広範囲の移動量を実現することが困難なことが判明した。この間の実験期間が長期に渡ってしまった。そこで,今回はピエゾの駆動機構を諦めて,小型のアクチュエータを購入して,これを平行バネ機構による精密移動ステージ(自作)に取り付け,その移動量をフィードバックしながら高精度にレンズの移動量を調整する方法に変更した。この装置を使用して,デフォーカス量とレーザーパワー,描画される格子線の幅,基板回転速度との関係の理論を立てて,実験で確かめた。また,この装置によって描かれたゾーンプレートを用いて,天体望遠鏡の主鏡の測定を行った。これまでの方法と比較して,デューティ比が一定に保たれた格子が描けるようになり,描画時間が1/2程度に短縮された。