中性子集光用高精度光学素子の作製とその応用

高精度中子聚焦光学元件的制备及其应用

• 批准号: 10J00687
• 负责人: 永野 幹典
• 金额: $ 1.34万
• 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: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J00687/
• 关键词: 中性子集光ミラー; 決定論的形状創成; 光学素子; ウエットエッチング; 精密加工; 数値制御加工; 低圧研磨; 楕円面ミラー; ウェットエッチング

本研究の目的は、高精度非球面基板の作製技術とスーパーミラーの高性能化を実現することで、高精度集光デバイス作製プロセスを確立し、またこの集光デバイスを用いた中性子測定技術の開発を行うことである。今年度は本研究の目的の1つである「2次元集光デバイスの開発」ならびにについて検討した。既存の中性子ビームラインでおこなわれている各種計測技術に集光デバイスを適用する際、位置分解能の向上、さらなる強度増強のため2次元集光が求められる。我々は精密研削、数値制御ローカルウエットエッチング、ローカル低圧研磨、イオンビームスパッタ成膜を組み合わせた作製プロセスにより作製した400mm長さ、100mm長さの楕円面スーパーミラーデバイスをKirkpatrick-Baez(KB)配置した集光デバイスを開発した。J-PARCのBL1O(NOBORU)にて集光特性の評価をおこなった結果、0.5×0.5mm^2の集光径を得ることに成功した。集光デバイスの小角散乱実験への適用を検討した。集光デバイスを小角散乱実験に適用することで、ダイレクトビームを微小化し、より小角散乱成分の取得が可能になる。また、ワーキングディスタンスを短縮することで、装置の小型化をおこなうことができる。Fe-0.6at.%Cuをサンプルとして小角散乱実験をおこなった結果、通常試料-検出器間距離が10m以上必要な小角散乱実験を、集光ミラーを用いることで0.6mという非常に短い距離で約10^<-3>Å-1というl0w-Q領域の測定に成功した。本研究成果は、国内外から大きく注目を集め、世界中の中性子ビームラインへの適用を現在検討中である。

The purpose of this study is to establish the manufacturing technology of high-precision aspheric substrates and to realize the high performance of high-precision optical concentrator substrates, and to develop the application of optical concentrator substrates in the measurement technology. This year's goal is to "develop two-dimensional light collection technology". The existing measurement techniques are applied to the collection of light, the upward movement of position resolution energy, and the increase of intensity of two-dimensional collection of light. We are precision grinding, numerical control, low pressure grinding, color control, film formation, assembly, production, 400mm long, 100mm long, Kirkpatrick-Baez(KB) configuration, light collection, development. J-PARC BL1O (NOBORU) has been successfully evaluated for its light collecting characteristics and its light collecting diameter of 0.5×0.5mm^2. The application of light collection and scattering in small angles is discussed. Light collection and scattering can be minimized and small angle scattering components can be obtained. The size of the device is small. Fe-0.6at.% The measurement of Cu in small angle scattering was successful. The distance between sample and detector was more than 10m. The distance between small angle scattering was necessary. The distance between collector and detector was 0.6 m. The distance between collector and detector was about 10 <-3>m. The results of this study are focused on the application of the new technology in the world.

项目成果

High-reflectivity (m=4) elliptical neutron focusing supermirror fabricated by numerically controlled local wet etching with ion beam sputter deposition

• DOI: 10.1016/j.nima.2009.11.070
• 发表时间: 2010-05
• 期刊: Nuclear Instruments & Methods in Physics Research Section A-accelerators Spectrometers Detectors and Associated Equipment
• 影响因子: 1.4
• 作者: K. Yamamura;M. Nagano;N. Zettsu;Dai Yamazaki;R. Maruyama;K. Soyama

中性子集光用楕円面スーパーミラーデバイスの開発-ミラーの形状誤差が集光性能に与える影響-

中子聚焦椭球超级镜装置的研制-镜面形状误差对光聚焦性能的影响-

• 发表时间: 2011
• 作者: Gotoh K.;et al;中村梨沙;中村梨沙;Nakamura R.;Nakamura R.;中村梨沙;中村梨沙;村岡 真;松本耕祐;M.Nagano;荒木望嗣;X. Shen;島扶美;N. Shimozono;松本耕祐;T. Tabata;西原香;M.Nagano;松本耕祐;R.Maruyama;M.Nagano;M.Nagano;K.Yamamura;F.Yamaga;D.Yamazaki;M.Nagano;M.Nagano;Y.Yamamoto;永野幹典;山崎健太;山本悠人;下園直樹;田畑雄壮;下園直樹;田畑雄壮;永野幹典;永野幹典;永野幹典;永野幹典;M. Nagano;M. Nagano;M. Nagano;M. Nagano;D.Yamazaki;M.Nagano;K.Soyama;M.Nagano;M.Nagano;Y.Yamamoto;M.Hosoda;F.Yamaga;Y.Yamamoto;M.Nagano;丸山龍治;山家史也
• 通讯作者: 山家史也

重力場における超冷中性子の量子状態観測のための高精度中性子拡大鏡の開発

研制用于观测引力场中超冷中子量子态的高精度中子放大器

• 发表时间: 2011
• 作者: Gotoh K.;et al;中村梨沙;中村梨沙;Nakamura R.;Nakamura R.;中村梨沙;中村梨沙;村岡 真;松本耕祐;M.Nagano;荒木望嗣;X. Shen;島扶美;N. Shimozono;松本耕祐;T. Tabata;西原香;M.Nagano;松本耕祐;R.Maruyama;M.Nagano;M.Nagano;K.Yamamura;F.Yamaga;D.Yamazaki;M.Nagano;M.Nagano;Y.Yamamoto;永野幹典;山崎健太;山本悠人;下園直樹;田畑雄壮;下園直樹;田畑雄壮;永野幹典;永野幹典;永野幹典;永野幹典;M. Nagano;M. Nagano;M. Nagano;M. Nagano;D.Yamazaki;M.Nagano;K.Soyama;M.Nagano;M.Nagano;Y.Yamamoto;M.Hosoda;F.Yamaga;Y.Yamamoto;M.Nagano;丸山龍治;山家史也;永野幹典
• 通讯作者: 永野幹典

中性子集光用非球面スーパーミラーデバイスの開発

中子聚焦非球面超级镜装置的研制

• 发表时间: 2011
• 作者: Gotoh K.;et al;中村梨沙;中村梨沙;Nakamura R.;Nakamura R.;中村梨沙;中村梨沙;村岡 真;松本耕祐;M.Nagano;荒木望嗣;X. Shen;島扶美;N. Shimozono;松本耕祐;T. Tabata;西原香;M.Nagano;松本耕祐;R.Maruyama;M.Nagano;M.Nagano;K.Yamamura;F.Yamaga;D.Yamazaki;M.Nagano;M.Nagano;Y.Yamamoto;永野幹典;山崎健太;山本悠人;下園直樹;田畑雄壮;下園直樹;田畑雄壮;永野幹典;永野幹典;永野幹典;永野幹典;M. Nagano;M. Nagano;M. Nagano;M. Nagano;D.Yamazaki;M.Nagano;K.Soyama;M.Nagano;M.Nagano;Y.Yamamoto;M.Hosoda;F.Yamaga;Y.Yamamoto;M.Nagano;丸山龍治;山家史也;永野幹典;細田真央;M.Nagano;永野幹典;山崎大;M.Nagano;M.Nagano;山崎健太;山家史也;永野幹典;永野幹典
• 通讯作者: 永野幹典

Development of fabrication process for aspherical neutron focusing mirror using numerically controlled local wet etching with low-pressure polishing

• DOI: 10.1016/j.nima.2010.06.253
• 发表时间: 2011-04
• 期刊: Nuclear Instruments & Methods in Physics Research Section A-accelerators Spectrometers Detectors and Associated Equipment
• 影响因子: 1.4
• 作者: M. Nagano;F. Yamaga;N. Zettsu;Dai Yamazaki;R. Maruyama;K. Soyama;K. Yamamura