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超精密非球面形状測定 |
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一般的に高精度な形状測定を行うためにはレーザー光干渉計が用いられますが、原理的に基準面との相対的な形状差を測定することから、測定可能な形状には制限があり、また絶対的な測定精度は基準面の精度に依存します。これに対して、本測定システムでは、測定対象ミラー面上における入射レーザー光と反射光とが重なるように光源の位置および角度を調整し、光入射点における光線ベクトルと法線ベクトルを一致させ、そのときの光源の動きを超高精度なゴニオメーターで測定することによって5×10-8
rad(目標)以上の絶対精度で法線ベクトルの値を得ます。そして、同様に求めたミラー面上の各点における法線ベクトルを積分することによってnmレベルの精度で任意曲面の形状を測定することができます。この測定原理は、文部科学省高エネルギー加速器研究機構との共同研究によって考案・実証されたもので、表面傾斜角積分型形状測定法と称します。本測定法は、入射光と反射光の経路が一致する、いわゆるコモンパス型となっているため、屈折率変動等の外乱の影響を受けにくく、また、基準面を必要としないため、あらゆる非球面の形状を絶対精度1nm(P-V)で計測することができます。測定装置は、光学システム、試料台、およびそれらの姿勢を制御するための超精密ステージから構成されており、これらは、厳密に温度制御された恒温室内に設置されています。恒温性能を飛躍的に高めることで、装置温度の均一化とチャンバー内ガスの対流を完全に防止し、極限的な測定精度を達成しています。本センターでは、プラズマCVMやEEMを用いて、①第3から第4世代シンクロトロン放射光施設におけるコヒーレントX線を用いた干渉実験や顕微鏡を実現するためのX線反射光学素子、②重力波望遠鏡用低損失ミラー、③軟X線リソグラフィー用超精密非球面ミラー等を作製しようとしています。本装置は、これらの加工前形状を測定して加工に必要な数値制御データを得るとともに加工後形状の評価に用います。 |
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