新規構造を持つ高精度形状可変鏡の開発

新结构高精度变形镜的研制

基本信息

批准号：
22K18752
负责人：
松山智至
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18752/
关键词：
形状可変鏡補償光学 X線顕微鏡 X線ナノビーム

项目摘要

本研究では，次世代のX線分析・顕微鏡を実現するために必要となる高精度・高安定・良制御性を持つ形状可変鏡を開発することを目指している．最終的な目標はÅ精度の形状制御である．これを実現するために，単結晶圧電素子を用いた新規構造の形状可変鏡の提案・開発・高度化を進めた．本年度は，①設計の最適化，②有限要素計算を用いた性能予測，③単結晶圧電素子の加工特性評価，④形状可変鏡の試作を実施した．①②では，有限要素計算を用いた様々な設計を調査した．電極配置や結晶厚みなどについて検討するために電場解析と変形解析を進め，基本的な設計指針を得ることができた．③では，X線鏡作製でよく用いられる加工法を実践し，加工後の表面粗さを白色干渉計を用いて評価した．単結晶シリコンと同等の表面粗さを得ることができることを確認した．これはX線鏡としは十分な性能であった．④実際に形状可変鏡を試作した．形状可変鏡をセットし電圧を供給できる実験装置を開発した．可視光干渉計を使ってその変形を測定したところ，②で得られた計算結果とよく一致した．また，その挙動を正確に評価したところ，安定性，リニアリティ，再現性，応答関数についてよい結果が得られた．以上のことから，試作は成功したと言える．本結果を受けて，次年度は安定性評価やX線照射テストなどを実施する．また，さらに新しい構造を持つ形状可変鏡を探求し，性能の向上を図っていきたい．また，他分野での応用についても広く検討し，得られた成果を活用していく．

在这项研究中，我们的目标是开发一种高精度、高稳定性和良好可控性的可变形镜，这是实现下一代X射线分析和显微镜所必需的。最终目标是实现 Å 精度的形状控制。为了实现这一目标，我们提出、开发并改进了一种使用单晶压电元件的新结构的可变形镜。今年，我们进行了（1）设计优化、（2）利用有限元计算进行性能预测、（3）评估单晶压电元件的加工特性、以及（4）可变形镜的原型制作。在①和②中，我们使用有限元计算研究了各种设计。我们进行了电场分析和变形分析，以检查电极放置、晶体厚度等，并获得了基本的设计指南。在③中，我们实践了X射线镜制造中常用的加工方法，并使用白色干涉仪评估了加工后的表面粗糙度。我们确认可以获得与单晶硅相当的表面粗糙度。对于 X 射线镜来说，这个性能已经足够了。 ④我们实际上制作了可变形状镜子的原型。我们开发了一种可以设置可变形镜和电源电压的实验装置。当我们使用可见光干涉仪测量变形时，它与②中获得的计算结果非常吻合。此外，当我们准确评估其行为时，我们在稳定性、线性、再现性和响应函数方面获得了良好的结果。综上所述，可以说原型是成功的。根据这些结果，我们明年将进行稳定性评估和X射线辐照测试。我们还想探索具有更新结构的变形镜并提高其性能。我们还将广泛考虑在其他领域的应用并利用所获得的结果。

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ニオブ酸リチウム単結晶を用いたX線用形状可変ミラーの開発　ー第２報：アダプティブ Advanced KBミラー光学系の構築ー

使用铌酸锂单晶的可变形X射线镜的开发 - 第2次报告：自适应高级KB镜光学系统的构建 -

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Nakabayashi;T. Inoue;K. Uematsu;Y. Kohmura;M. Yabashi and S. Matsuyama;田中優人，井上陽登，中林荘太，上松航太，伊藤颯希，山田純平，香村芳樹，矢橋牧名，山内和人，松山智至;中林荘太，井上陽登，上松航太，香村芳樹，矢橋牧名，松山智至
通讯作者：
中林荘太，井上陽登，上松航太，香村芳樹，矢橋牧名，松山智至

Development of ultra precise adaptive X-ray optical imaging system for high-resolution X-ray microscope

高分辨率X射线显微镜超精密自适应X射线光学成像系统的研制

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Nakabayashi;T. Inoue;K. Uematsu;Y. Kohmura;M. Yabashi and S. Matsuyama
通讯作者：
M. Yabashi and S. Matsuyama

松山研究室【名古屋大学院工学研究科・物質科学専攻・量子ビーム物性工学】

松山实验室[名古屋大学院工学研究科材料科学系量子束材料工学]

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

High-resolution Full-field X-ray Microscope Based on Multilayer Advanced KB Mirrors

基于多层先进KB镜的高分辨率全视场X射线显微镜

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kazuki Iwamoto;Hideki Tomita;Ryohei Terabayashi;Volker Sonnenschein;Keisuke Saito;敷田麻実・森重昌之;S. Matsuyama
通讯作者：
S. Matsuyama

Novel deformable X-ray mirrors based on lithium niobate singlecrystal

基于铌酸锂单晶的新型可变形X射线镜