高精度回転楕円ミラー作製による軟Ｘ線ナノビームの形成

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回転楕円ミラーは，軟X線の10 nm以下の集光が可能，色収差がない，集光効率が高いという特徴を持つ，優れた光学素子である．回転楕円ミラーは，長手方向の長さが40 mm程度，内径が5~10 mm程度の，中空形状を持っている．その内面の形状には，シングルnmレベルの精度が必要とされており，理想的な性能を発揮する回転楕円ミラーは実現していなかった．タイコグラフィ位相回復法は，ミラーの形状評価だけではなく，ミラーのオフラインアライメントにも有効であることが示されている．一方で，回転楕円ミラーの形状計測には，可視光領域においてλ/1000の精度が求められており，現状の波面計測精度では不十分であった．また，回転楕円ミラーでは，1 mmの周期をもつ形状誤差が，軟X線の集光に悪影響を与えることが知られている．その周期の形状誤差を測定するには，ミラーの集光プロファイルのうち，焦点中心から200 μm離れた位置の情報を正確に計測しなければならない．既存の波面計測装置では，装置の安定性という観点から，その周期の形状誤差を計測することが不可能だった．そこで，回転楕円ミラーを高精度・高分解に計測するための装置を，地下の温度制御がなされた環境に新たに構築した．光学系のすべてを建物の地下部に固定できるように設置し，それらを板で覆い，外部から隔離した．装置内部の温度環境を確かめたところ，温度変化が外気の影響を受けず，0.2度の安定性を持っていることが確認された．また，回転楕円ミラーの集光位置が，24時間以上の長時間で極めて安定していることが確認された．作製した装置の評価を行うために，NC加工により一部が極めて高精度に作製されている回転楕円ミラーの評価実験を行った．その結果，NC加工がなされている領域は，それ以外の部分と比べ，波面収差が少なく回復されており，加工の結果と矛盾なく形状が回復された．