実用アライメント誤差を許容する軟X線用結像光学系の開発

开发可容忍实际对准误差的软X射线成像光学系统

• 批准号: 17760037
• 负责人: 豊田 光紀
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760037/
• 关键词: 軟X線; 顕微鏡; 反射結像系; 多層膜; 収差論

昨年度に導出した解析的アプローチによる非球面対物鏡の設計法を拡張して、18年度は、偏心に鈍感な非球面アプラナートを設計および試作し、可視域において結像性能を検証した。軟X線用非球面アプラナートの設計では、結像倍率50倍、開口数0.25の条件で大域的に解の探索を行った。その結果、従来型Schwarzschild鏡と比較して、ミラーのアライメント誤差の許容値が大幅に緩和する5つの新奇なアプラナート解を見出した。これらの設計解は、軟X線領域における回折限界結像が可能であり、その空間分解能は、波長13mmで30nm以下であることを光線追跡法による数値解析により確認した。5つの低敏感解から、非球面量や外径の点でミラーの精密研磨加工に適した設計解を選択し、その結像特性を可視光により実験的に評価した。この非球面対物鏡では、従来系と比較し、5倍以上のミスアライメントが許容できる。結像特性の検証のため、非球面対物鏡、透過照明系およびCMOSカメラで構成した、透過型顕微鏡を作製した。また、比較のため、Schwarzschild対物鏡も同時に試作し、非球面対物鏡と交i換できる構成とした。対物鏡の組み立ては、現有のフィゾー干渉計による波面収差計測を援用し行った。その結果、対物鏡で発生する波面収差は約6nmRMSを得た。これにより、試作した系では波長88nmの真空紫外領域まで、Mare chal条件を満足し回折限界結像が可能であるといえる。直径1μmのポリスチレン球を試料とし、波長440nmで透過像を観察しながら、対物鏡を構成するミラーのチルト量を変化させることでアライメント誤差感度を計測した。その結果、非球面対物鏡では、Schwarzschild鏡と比較して誤差感度が大幅に緩和されることを実験的に確認した。

Yesterday annual に export し た parsing ア プ ロ ー チ に よ る aspherical lens seaborne の design method を company, zhang し て, 18 year は, eccentric に insensitive な aspherical ア プ ラ ナ ー ト を design お よ び try し, visible range に お い て knot like performance を 検 card し た. Aspherical plastic soft X-ray ア プ ラ ナ ー ト の design で は, like ratio 50 times, opening number 0.25 の conditions で に solution of the large domain の exploration line を っ た. そ の results, type 従 to Schwarzschild mirror と し て, ミ ラ ー の ア ラ イ メ ン ト error の allowable numerical が に significantly moderate the す る 5 つ の novel な ア プ ラ ナ ー を ト solution show the し た. は こ れ ら の design solution, soft X-ray に お け る inflexion limit knot as likely が で あ り, そ の space decomposition can は, 13 mm wavelength で below 30 nm で あ る こ と を ray tracing method に よ る the numerical analytical に よ り confirm し た. 5 つ の low sensitive solution か ら の point, aspheric や diameter で ミ ラ ー の precision grinding processing に optimum し た design solution を sentaku し, そ の knot like features を visible light に よ り be に 験 reviews 価 し た. <s:1> スアラ aspherical objective lens で で, 従 to と comparison 従, more than 5x <s:1> スアラ スアラ メ トが トが トが トが xu rong で る る. Knot like features の 検 card の た め, aspheric optical lens, through lighting お seaborne よ び CMOS カ メ ラ で constitute し た, through type 顕 micromirror を cropping し た. Youdaoplaceholder0, compare the ため, Schwarzschild objective lens <e:1>, and に at the same time, try to make the, aspheric objective lens と, and exchange で る る to form と た た. For the objective lens group, み is established て て, and the existing <s:1> フィゾ, フィゾ, and フィゾ are involved in the calculation of による. The wavefront aberration meter is used for を. Youdaoplaceholder0 the result shows that the する wavefront aberration of the objective lens で is そ approximately 6nmRMSを resulting in た. こ れ に よ り, try し た department で は wavelength of 88 nm の vacuum ultraviolet area ま で, Mare を chal conditions against foot し inflexion limit knot as likely が で あ る と い え る. One microns in diameter の ポ リ ス チ レ ン ball を sample と し, wavelength of 440 nm で through like を 観 examine し な が ら, objective seaborne を constitute す る ミ ラ ー の チ ル ト quantity を variations change さ せ る こ と で ア ラ イ メ ン ト error sensitivity を measuring し た. そ の results, aspheric lens seaborne で は, Schwarzschild mirror と compare し て error sensitivity が に significantly ease さ れ る こ と を be 験 に confirm し た.

项目成果

Analytical Designing of Two-Aspherical-Mirror Anastigmats Permitting Practical Misalignments in Soft-X-Ray Optics

允许软 X 射线光学器件实际失准的两个非球面镜消散镜的分析设计

• 发表时间: 2006
• 期刊: Optical Review 13
• 作者: T. Matsuda;M. Furuta;T. Hiramatsu;H. Furuta;C. Li;and T. Hirao;M.Toyoda
• 通讯作者: M.Toyoda

投影光学装置

投影光学装置

• 发表时间: 2005