X線望遠鏡光学

X射线望远镜光学系统

• 批准号: 01651006
• 负责人: 山下 広順
• 金额: $ 29.31万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-01651006/
• 关键词: X線望遠鏡; X線反射鏡; 多層膜; ICB蒸着法; 超精密平面研削; 撮像型蛍光比例計数管; X線用CCD; X線ボロメーター

将来の人工衛星搭載のための高性能なX線望遠鏡の開発の基礎研究として、本研究は非球面X線望遠鏡、多重薄板X線望遠鏡、2次元X線検出器及び高分解能宇宙X線分光の4つの課題を設定し、研究者相互の有機的連係のもとに研究を進めている。以下に本年度の研究実績を述べる。X線反射鏡の性能向上のために、金、白金等の単一膜及び多層膜をICB、EB蒸着法で製作し、X線反射率の測定、STMによる表面粗さの評価を行った。特にICB蒸着法で成膜された金の反射鏡は従来の理論的予測によって限界とされているX線反射率を大きく上まわる性能を得た。又反射面にPt/Cの多層膜を用いると高エネルギーのX線まで効率よく反射できることが明らかとなった。更にロケットに搭載予定の多層膜を用いた球面鏡を試作した。超精密平面研削により表面粗さ0.4nmの鏡面基板が短時間で製作できるようになった。集光効率の向上のために軽量で衛星搭載に十分耐え得る多重薄板X線望遠鏡を試作し、期待どうりの光学特性を得た。2次元X線検出器として衛星搭載が予定されている撮像型蛍光比例計数管については窓膜の薄膜化(Be、10μm厚)により低エネルギーX線に対する感度の向上、信号処理法の改良によりS/N、位置分解能の向上をはかった。CCDは空乏層を厚くすることにより高エネルギーX線に対する感度が著しく向上した。高分解能宇宙X線分光に用いるX線ボロメーターをレーザードーピング法で試作し、α線によって動作を確認した。設備備品は製作、計測及び評価のための現有設備の増強にあてられた。共通設備としてSTMを購入し、高精度な表面評価が可能になった。

作为针对未来卫星装置的高性能X射线望远镜的开发的基本研究，该研究设定了四个问题：无球X射线望远镜，多层X射线望远镜，二维X射线望远镜，二维X射线替代品，以及高分辨率的宇宙X射线光谱和高分辨率X射线光谱研究的链接。以下是今年的研究结果。为了提高X射线反射器的性能，使用ICB或EB沉积方法制造了单一和多层膜，例如金和铂，并测量了X射线反射率，并通过STM评估了表面粗糙度。特别是，由ICB蒸发方法形成的黄金反射镜已经达到了显着超过X射线反射率的性能，这被常规理论预测视为限制。还揭示了在反射表面上使用PT/C多层膜可以有效地反映高能X射线。此外，制作了使用要安装在火箭上的多层膜的球形镜。超精确的平面研磨允许在短时间内制造具有0.4 nm表面粗糙度的镜基板。为了提高收集效率，我们创建了一个多层X射线望远镜，该望远镜轻巧，可以承受卫星安装，从而实现了预期的光学特性。对于成像型荧光比例计数器，该计数器计划安装为二维X射线检测器，已改善窗口膜的稀释膜（BE，10μm厚），以改善对S/N和位置分辨率的敏感性，并通过改善位置分辨率来改善信号处理。 CCD对高能量X射线的敏感性通过增厚耗竭层可显着提高。使用激光掺杂方法对用于高分辨率宇宙X射线光谱的X射线重测进行了原型，并使用α射线确认了操作。设备供应用于增强现有的生产，测量和评估设备。我们购买了STM作为通用设备，可以进行高精度的表面评估。

项目成果

波岡武、山下広順 他重点領域研究「X線結像光学」分担者: "重点領域研究「X線結像光学」第1回公開シンポジウム講演資料集" 重点領域研究「X線結像光学」総括班, 157 (1990)

Takeshi Namioka，Hirojun Yamashita 其他重点领域研究“X射线成像光学”合作者：“优先领域研究“X射线成像光学”第一届公开研讨会演讲材料集”优先领域研究“X射线成像光学”综合管理组， 157 (1990)

Katsuji Koyama: "ASTROーD XーRay Astronomy Mission" EUV,XーRay,GammaーRay Instrumentation for Astronomy and Atomic Physics. 510-5213 (1989)

Katsuji Koyama：“ASTRO-D X 射线天文学任务”EUV、X 射线、伽马射线天文学和原子物理仪器 510-5213 (1989)。

Yoshiharu Namba et al.: "UltraーPrecision Surface Grinder Having a GlassーCeramic Spindle of ZeroーThermal Expansion" Annals of the CIRP. 38/1. 331-334 (1989)

Yoshiharu Namba 等人：“具有零热膨胀玻璃陶瓷主轴的超精密平面磨床”CIRP 年鉴 38/1 (1989)。

Koujun Yamashita: "Multilayer Reflectors fr XーRay Optics" MRS Int'l.Mtg.on Adv.Mats.10. 221-230 (1989)

Koujun Yamashita：“X 射线光学多层反射器”MRS Intl.Mtg.on Adv.Mats.10 (1989)。

Isao Yamada: "Structural and Optical Characteristics of Thin Films Deposited by Ionized Cluster Beam" Mat.Res.Soc.Symp.Proc.152. 183-194 (1989)

Isao Yamada：“电离簇束沉积薄膜的结构和光学特性”Mat.Res.Soc.Symp.Proc.152。