Research for fabrication method of ultra thin mirror substrate for high throughput X-ray telescope using diamond machining

高通量X射线望远镜超薄镜基片金刚石加工方法研究

• 批准号: 03554001
• 负责人: TAWARA Yuzuru
• 金额: $ 3.46万
• 依托单位: School of Science, Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 1992
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03554001/
• 关键词: X-ray optics; X-ray telescope; ultra precision machining; surface roughness; COATINGS; コ-ティング

An improvement of angular resolution is one of the most important provlem in the development of high throughput X-ray telescope for future X-ray astronomy missions. For this purpose, a process to make precise mirror figure is a critical technology.We have developed a new method to make ultra thin mirror for the high throughput X-ray telescope, whose design goal is an angular resolution of 1 arc min(half energy width). In this method, aluminium mirror substrate is figured by diamond machining using special support and chucking structure made of water solvable adhesive. One of a critical process to minimize the figure error is to control of internal strain of substrate generated by the diamond machining. The smooth surface is obtained by dip lacquering and the reflective layer is gold coated on this surface by the vacuum deposition.Using this method, we have made test conical mirrors with the diameter of 150 mm, the height of 100 mm, grazing angle of 1 degree and various thickness. We found that this method can provide ultra thin substrate of thickness down to 0.3 mm. The first results of mechanical, optical and X-ray test indicate that angular resolution is 1.7 arc min(half energy width) for 2 stage conical mirror system.

提高角分辨率是未来X射线天文任务中高通量X射线望远镜发展的重要问题之一。为此，研制了一种用于高通量X射线望远镜的超薄反射镜，其设计目标是角分辨率为1弧分（半能宽）。该方法利用水溶性胶粘剂制成的特殊支撑和夹持结构，对铝反射镜基片进行金刚石加工。控制金刚石加工过程中产生的基体内部应变是减小金刚石加工表面形状误差的关键之一。用真空镀膜法在表面镀上金反射层，并制作了直径150 mm，高度100 mm，掠射角1 °，不同厚度的圆锥反射镜。我们发现，这种方法可以提供超薄基板的厚度下降到0.3毫米。机械，光学和X射线测试的第一结果表明，角分辨率为1.7弧分（半能宽）的2级圆锥镜系统。

项目成果

田原 譲・栗山 富成 千田 治光他: "次世代薄板多重X線望遠鏡の開発(III)" 日本天文学会1992年春季年会講演予稿集. B10- (1992)

Yuzuru Tahara、Tominari Kuriyama、Harumitsu Chida 等：“下一代薄板多重 X 射线望远镜的开发（III）”日本天文学会 1992 年春季年会记录 B10-（1992 年）。

田原 譲,先間 康博,千田 治光,他: "Diamond turned very thin mirror for high throughput X-ray telescope"" SPIE(The Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers) San Diego′93(1993).

Yuzuru Tahara、Yasuhiro Sema、Harumitsu Senda 等人：“用于高通量 X 射线望远镜的金刚石车削非常薄的镜子”SPIE（光电仪器工程师协会）圣地亚哥93（1993）。

先間 康博.田原 譲 千田 治光他: "旋盤切削加工法による次世代X線望遠鏡の開発" 日本天文学会1992年秋季年会講演予稿集. A56- (1992)

Yasuhiro Sema、Yuzuru Tahara、Harumitsu Chida 等：“利用车床切削方法开发下一代 X 射线望远镜”日本天文学会 1992 年秋季年会记录 A56-（1992 年）。

Y.Tawara, T.Sakima, H.Senda, H.Yasuba: "Diamond turned very thin mirror for high throughput X-ray telescope" SPIE(The Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers) San Diego '93.

Y.Tawara、T.Sakima、H.Senda、H.Yasuba：“用于高通量 X 射线望远镜的金刚石车削非常薄的镜子”SPIE（光电仪器工程师协会）圣地亚哥 93。

田原 譲,国枝 秀世: "次世代X線望遠鏡を目指した鏡面製作法の開発" 「X線結像光学」第3回公開シンポジウム講演資料集. 174-176 (1992)

Yuzuru Tahara、Hideyo Kunieda：“下一代 X 射线望远镜镜面制造方法的开发”第三届“X 射线成像光学”公共研讨会演讲材料集 174-176（1992 年）。