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３次元ナノ精度形状修正加工システムの構築と次世代軟Ｘ線ミラーへの展開

3D纳米精度变形加工系统构建及其在下一代软X射线镜中的应用

基本信息

批准号：
14J08051
负责人：
武井良憲
金额：
$ 2.05万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J08051/
关键词：
超精密加工計測軟X線回転楕円ミラー EEM マンドレル真円度測定器形状修正加工多点法運動誤差ノズル型EEM 軟X線集光ミラー回転楕円真円度測定計測システム Large Telescope 大型光学素子

项目摘要

放射光施設やX線自由電子レーザー施設では，単位面積当たりの強度が非常に高い軟X線が発振されている．そして，その集光素子としてミラーを利用することで，色収差がなく，高い効率で軟X線を集光可能である．そのミラーの中でも，回転体形状のミラーは，大開口であり，理論的に軟X線を10 nm以下に集光可能である．しかしながら，その作製は非常に困難であり，これまでに，回折限界集光可能な回転体ミラーは開発されていない．[前半]　SPring-8 BL25 SUのビームラインに合わせて回転楕円ミラーの光学系を設計した．ミラー形状は，内径5.6-9.7 mm, 長さ40 mmとした．本研究では，ミラーと逆形状を有するマスターマンドレルを高精度に作製し，その表面を転写する，という2段階の工程で作製した．集光実験の結果，高精度マンドレルに起因して、軟X線を従来では達成できなかった200 nmサイズに集光することに成功した．[後半]　これまでに，周方向の形状プロファイルの高精度計測システムと長手方向の形状プロファイルの高精度計測システムを確立した．しかしながら，周方向に異なる位置の長手方向の形状プロファイルを計測するためには置き直しが必要であり，計測開始位置に誤差が生じる．そこで，今年度は，真円度測定機を改造し，前年度に開発した計測手法を導入することで，1台の装置上の一度のアライメントでマンドレルの周方向形状プロファイルと長手方向形状プロファイルの両方を計測可能とした．そして，3次元形状偏差分布を作成した．さらに，２年前に開発した加工装置を用いて，3次元的な形状修正加工を行うことで，本システムの有用性を示した．これらの結果，急峻な非球面形状を有するマンドレル表面を数値制御で確実に形状誤差RMS 2 nmの精度で作製可能とするシステムが確立した．

The intensity of radiation and X-ray free electron emission is very high and soft X-ray emission is very high. For example, if a light collector is used, the color difference is high, and the light collector is soft X-ray. In theory, soft X-rays below 10 nm may be concentrated. It's very difficult to control, but it's very difficult to control, and it's very difficult to control. [First half] SPring-8 BL25 SU's optical system design. The shape is 5.6-9.7 mm in diameter and 40 mm in length. In this paper, we study the engineering design of two stages in the process of surface design. The result of light collection is high precision, soft X-ray light collection is successful at 200 nm [Second half] The shape of the circle direction and the shape of the long hand direction are established. The measurement of the shape of the long hand direction and the position of the circumferential direction are different, and the measurement start position error occurs. This year, the true degree measuring machine was modified, and the measurement method was introduced in the previous year. 3-D shape deviation distribution is created. Today, two years ago, the development of processing equipment for the use of three-dimensional shape correction processing, the use of this system has been demonstrated. As a result, the numerical control of the shape error RMS 2 nm of the sharp aspheric surface is established.