JP2002286547A

JP2002286547A - 広帯域直入射望遠鏡

Info

Publication number: JP2002286547A
Application number: JP2001382599A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Takizawa; 慶之滝澤; Yoshiyuki Takahashi; 義幸高橋; Shunichi Ebisaki; 俊一戎崎; Hirohiko Shimizu; 裕彦清水
Original assignee: RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Current assignee: RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2002-10-03
Also published as: US20020089739A1; EP1220007A2; EP1220007A3

Abstract

(57)【要約】【課題】単一の反射鏡によって広いエネルギー帯域、例
えば、軟Ｘ線から可視光の領域の光それぞれを高い反射
率で反射するようにして、広いエネルギー帯域の光を観
測することができるようにする。【解決手段】所定形状の領域毎にそれぞれ異なる種類の
多層膜が形成された表面部を有し、当該表面部において
入射された光を反射する反射鏡と、上記表面部において
反射された光が入射され、当該入射された光を分光検出
する検出器とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、広帯域直入射望遠
鏡に関し、さらに詳細には、広いエネルギー帯域の光が
垂直に入射する天体観測に用いて好適な広帯域直入射望
遠鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、表面に多層膜が形成されて当
該多層膜に対応する所定のエネルギーの光のみを高い反
射率で反射する反射鏡と、当該反射鏡によって反射され
た反射光が集光されて所定のエネルギーの光を検出する
半導体検出器などの検出器とを有し、所定のエネルギー
の光を観測する直入射望遠鏡が知られている。

【０００３】一方、天体観測においては、見かけのエネ
ルギー準位が集団運動および赤方変移でかなり変動する
ため、静止系で予想されるエネルギー帯域では観測され
ない。従来の反射鏡の多層膜は、所定のエネルギーの光
のみを高い反射率で反射する狭帯域のため、大きく変動
する天体での線スペクトルの発見が望めないものであ
る。

【０００４】即ち、上記したような天体観測において
は、広いエネルギー帯域の光を観測することができるよ
うな直入射望遠鏡が望まれており、特に、軟Ｘ線から極
端紫外線の領域においては、複素屈折率が１に近く、δ
（＝１−ｎ）も消衰係数κも１より十分に小さいため
に、垂直入射の反射率がバルクで１％にも満たない。ま
た、軟Ｘ線から極端紫外線の領域の光は大気によって吸
収されてしまうため、大気圏の外側において観測できる
直入射望遠鏡が望まれている。

【０００５】しかしながら、従来の直入射望遠鏡におい
ては、反射鏡の表面に形成されている多層膜が所定のエ
ネルギーの光に対してのみ高い反射率を有するものであ
るので、当該多層膜が形成された反射鏡によって高い反
射率で反射された所定のエネルギーの光しか観測するこ
とができず、広いエネルギー帯域の光、例えば、軟Ｘ線
から可視光の領域の光を観測することができないという
問題点があった。

【０００６】また、従来の直入射望遠鏡においては、１
台の直入射望遠鏡では反射鏡の多層膜に応じた所定のエ
ネルギーの光しか観測することができないので、こうし
た従来の直入射望遠鏡によって広いエネルギー帯域の光
を観測するためには、それぞれ異なるエネルギーの光を
反射する多層膜が形成された反射鏡を有する複数の直入
射望遠鏡を用いる必要があり、コストアップを招来する
という問題点があった。

【０００７】さらに、それぞれ異なるエネルギーの光を
反射する多層膜が形成された反射鏡を有するようにして
従来の直入射望遠鏡を複数台用いると、当該複数の直入
射望遠鏡を制御する必要があり、効率が低下するという
問題点があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記したよ
うな従来の技術の有する問題点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、単一の反射鏡によって
広いエネルギー帯域、例えば、軟Ｘ線から可視光の領域
の光それぞれを高い反射率で反射するようにして、広い
エネルギー帯域の光を観測することができるようにした
広帯域直入射望遠鏡を提供しようとするものである。

【０００９】また、本発明の目的とするところは、単一
の反射鏡によって、例えば、軟Ｘ線から可視光の領域の
広いエネルギー帯域の光それぞれを高い反射率で反射す
るようにして、複数の直入射望遠鏡を用いる必要をなく
し、コストの低減を図ることができるとともに効率よく
広いエネルギー帯域の光を観測することができるように
した広帯域直入射望遠鏡を提供しようとするものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項１に記載の発明は、所定形状の
領域毎にそれぞれ異なる種類の多層膜が形成された表面
部を有し、当該表面部において入射された光を反射する
反射鏡と、上記表面部において反射された光が入射さ
れ、当該入射された光を分光検出する検出器とを有する
ようにしたものである。

【００１１】従って、本発明のうち請求項１に記載の発
明によれば、広いエネルギー帯域の光が反射鏡の表面部
に入射すると、当該広いエネルギー帯域の光のうちの所
定のエネルギーを有する光それぞれが、対応する種類の
多層膜によって反射され、当該反射鏡の表面部において
反射された光が検出器によって分光検出されるので、広
いエネルギー帯域の光それぞれを観測することができ
る。

【００１２】また、単一の反射鏡によって広いエネルギ
ー帯域の光それぞれを高い反射率で反射するので、複数
の直入射望遠鏡を用いる必要がなくなり、コストの低減
を図ることができるとともに効率よく広いエネルギー帯
域の光を観測することができる。

【００１３】また、本発明のうち請求項２に記載の発明
は、請求項１に記載の発明において、上記表面部の異な
る種類の多層膜は、軟Ｘ線から極端紫外線の領域におけ
る所定のエネルギーの光をそれぞれ反射するとともに、
真空紫外線から可視光までの領域にわたって全反射によ
る高い反射率を有する。

【００１４】従って、本発明のうち請求項２に記載の発
明によれば、単一の反射鏡の複数の領域それぞれの多層
膜の層と層の境界面において、軟Ｘ線から極端紫外線の
領域の所定のエネルギーの光それぞれが反射され干渉に
より高い反射率で反射されるとともに、多層膜の表面に
よって、真空紫外線から可視光の領域の光それぞれが全
反射（鏡面反射）により高い反射率で反射されるので、
入射された軟Ｘ線から可視光の領域の広いエネルギー帯
域の光の同時観測をすることができる。

【００１５】また、本発明のうち請求項３に記載の発明
のように、請求項１または請求項２のいずれか１項に記
載の発明において、上記表面部は円形形状を有し、当該
円形形状の中心部を頂点とする所定の中心角を備えた複
数の扇形形状の領域に区分されるようにしてもよい。

【００１６】また、本発明のうち請求項４に記載の発明
のように、請求項３に記載の発明において、上記表面部
は、所定の数の上記扇形形状の領域からなる複数のセク
ションにより構成され、上記複数のセクションのそれぞ
れにおいて、上記扇形形状の領域に形成された多層膜の
種類と当該種類の並び順とがそれぞれ一致しているよう
にしてもよい。

【００１７】このようにすると、反射鏡の表面に入射さ
れた広いエネルギー帯域の光のうちの所定のエネルギー
の光それぞれは、複数のセクションそれぞれの対応する
扇形形状の領域において、即ち、複数の箇所において反
射され、当該複数の箇所からの反射光が検出器に集光さ
れるので高い結像性能を有する。

【００１８】また、本発明のうち請求項５に記載の発明
は、反射鏡全面に同一の多層膜をつける方法もある。そ
の多層膜は、周期長を深さ方向において連続的に変化さ
せ、軟Ｘ線から極端紫外線の領域における所定のエネル
ギーの光をそれぞれ反射するとともに、真空紫外線から
可視光までの領域にわたって全反射による高い反射率を
有する多層膜が形成された表面部を有し、当該表面部に
おいて入射された光を反射する反射鏡と、上記反射鏡の
上記表面部において反射された光が入射され、当該入射
された光を分光検出する検出器とを有するようにしたも
のである。

【００１９】従って、本発明のうち請求項５に記載の発
明によれば、反射鏡の表面部に入射した広いエネルギー
帯域の光それぞれが、周期長を深さ方向において連続的
に変化させた多層膜たるスーパーミラーの対応する周期
長を有する層と層の境界面によって反射され、当該反射
鏡の表面部において反射された光が検出器によって分光
検出されるので、入射された軟Ｘ線から可視光の領域の
広いエネルギー帯域の光の同時観測をすることができ
る。

【００２０】また、本発明のうち請求項６に記載の発明
は、周期長を深さ方向において連続的に変化させ、軟Ｘ
線から極端紫外線の領域における所定のエネルギーの光
をそれぞれ反射するとともに、真空紫外線から可視光ま
での領域にわたって全反射による高い反射率を有する多
層膜が形成された第１の表面部を有し、当該第１の表面
部において入射された光を反射する第１の反射鏡と、上
記第１の反射鏡の上記第１の表面部に対応させて、周期
長を深さ方向において連続的に変化させ、軟Ｘ線から極
端紫外線の領域における所定のエネルギーの光をそれぞ
れ反射するとともに、真空紫外線から可視光までの領域
にわたって全反射による高い反射率を有する多層膜が形
成された第２の表面部を有し、当該第２の表面部におい
て上記第１の反射鏡の上記第１の表面部において反射さ
れた光を反射する第２の反射鏡と、上記第２の反射鏡の
上記第２の表面部において反射された光が入射され、当
該入射された光を分光検出する検出器とを有するように
したものである。

【００２１】従って、本発明のうち請求項６に記載の発
明によれば、第１の反射鏡の第１の表面部に入射した広
いエネルギー帯域の光それぞれが、周期長を深さ方向に
おいて連続的に変化させた多層膜たるスーパーミラーの
対応する周期長を有する層と層の境界面によって反射さ
れる。そして、第１の反射鏡の第１の表面部によって反
射された光が第２の反射鏡の第２表面部において反射さ
れて検出器によって分光検出されるので、入射された軟
Ｘ線から可視光の領域の広いエネルギー帯域の光の同時
観測をすることができる。また、第１の反射鏡の第１の
表面部において反射された光を反射する第２の反射鏡を
用いるようにしたため、収差補正を行うことができ、検
出器には第２の反射鏡によって反射された光が入射され
るので、第１の反射鏡の第１の表面部の背面側に検出器
を配設することが可能になる。

【００２２】また、本発明のうち請求項７に記載の発明
は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項
５または請求項６のいずれか１項に記載の発明におい
て、上記検出器は、超伝導トンネル接合素子であるよう
にしたものである。

【００２３】従って、本発明のうち請求項７に記載の発
明によれば、Ｘ線から赤外線までの広帯域において高い
感度と分光能力とを有する検出器として機能する超伝導
トンネル接合素子によって、単一または複数の反射鏡に
よって反射された広いエネルギー帯域の光それぞれを単
一の検出器で分光検出することができる。

【００２４】また、本発明のうち請求項８に記載の発明
のように、いずれも中心角が１０度の扇形形状の領域で
あって、１００ｅＶのエネルギーを有する光を反射する
多層膜が形成された第１の扇形形状の領域と、９０ｅＶ
のエネルギーを有する光を反射する多層膜が形成された
第２の扇形形状の領域と、８０ｅＶのエネルギーを有す
る光を反射する多層膜が形成された第３の扇形形状の領
域と、７０ｅＶのエネルギーを有する光を反射する多層
膜が形成された第４の扇形形状の領域と、６０ｅＶのエ
ネルギーを有する光を反射する多層膜が形成された第５
の扇形形状の領域と、５０ｅＶのエネルギーを有する光
を反射する多層膜が形成された第６の扇形形状の領域
と、４０ｅＶのエネルギーを有する光を反射する多層膜
が形成された第７の扇形形状の領域と、３０ｅＶのエネ
ルギーを有する光を反射する多層膜が形成された第８の
扇形形状の領域と、２０ｅＶのエネルギーを有する光を
反射する多層膜が形成された第９の扇形形状の領域と
を、時計回り方向で順次配置するセクションが４つ存在
して円形形状に構成した表面部を有し、当該表面部にお
いて入射された光を反射する反射鏡と、上記反射鏡の上
記表面部において反射された光が入射され、当該入射さ
れた光を分光検出する超伝導トンネル接合素子とを有す
るようにしてもよい。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しなが
ら、本発明による広帯域直入射望遠鏡の第１の実施の形
態を詳細に説明するものとする。

【００２６】図１には、本発明による広帯域直入射望遠
鏡の第１の実施の形態を示す概念構成説明図が示されて
おり、図２には、図１におけるＡ矢視図が示されてお
り、図３には、図２におけるＢ−Ｂ線断面図の一部拡大
説明図が示されている。

【００２７】図１に示す本発明による広帯域直入射望遠
鏡１０は、光が垂直に入射する反射鏡１２と、反射鏡１
２からの反射光が集光される検出器たる超伝導トンネル
接合素子（ＳｕｐｅｒｃｏｎｄｕｔｉｎｇＴｕｎｎｅ
ｌＪｕｎｃｔｉｏｎ：ＳＴＪ）１４とを有して構成さ
れている。

【００２８】ここで、反射鏡１２は、全体が円形の皿状
体１２ａであり、当該皿状体１２ａの表面部１２ｂは、
中心部Ｐを中心として凹状に窪んで形成された回転放物
面として形成されている。

【００２９】そして、反射鏡１２の円形形状を有する表
面部１２ｂは、中心部Ｐを頂点とする複数の扇形形状の
領域１２ｃに区分されており、当該表面部１２ｂにおけ
る複数の扇形形状の領域１２ｃはそれぞれ、軟Ｘ線から
極端紫外線の領域における所定のエネルギーの光をそれ
ぞれ反射するとともに、真空紫外線から可視光までの領
域にわたって全反射による高い反射率を有する多層膜１
２ｄ（図３参照）が形成されているものである。

【００３０】より詳細には、反射鏡１２における表面部
１２ｂは３６個の扇形形状の領域１２ｃに区分されてお
り、当該３６個の扇形形状の領域１２ｃはそれぞれ、中
心部Ｐを頂点とする中心角αが１０度となされており、
いずれも等しい面積を有するものである。

【００３１】そして、当該３６個の扇形形状の領域１２
ｃは、９個の扇形形状の領域１２ｃを一組として１つの
セクションを形成しており、従って、表面部１２ｄには
４つのセクションが存在するものである。

【００３２】これら４つのセクションそれぞれにおいて
は、セクションを形成する９個の扇形形状の領域１２ｃ
が時計回り方向で、１００ｅＶのエネルギーを有する光
を反射する扇形形状の領域１２ｃ−１００、９０ｅＶの
エネルギーを有する光を反射する扇形形状の領域１２ｃ
−９０、８０ｅＶのエネルギーを有する光を反射する扇
形形状の領域１２ｃ−８０、７０ｅＶのエネルギーを有
する光を反射する扇形形状の領域１２ｃ−７０、６０ｅ
Ｖのエネルギーを有する光を反射する扇形形状の領域１
２ｃ−６０、５０ｅＶのエネルギーを有する光を反射す
る扇形形状の領域１２ｃ−５０、４０ｅＶのエネルギー
を有する光を反射する扇形形状の領域１２ｃ−４０、３
０ｅＶのエネルギーを有する光を反射する扇形形状の領
域１２ｃ−３０、２０ｅＶのエネルギーを有する光を反
射する扇形形状の領域１２ｃ−２０の順で配置されてい
る。

【００３３】これら表面部１２ｂの扇形形状の領域１２
ｃ−１００、１２ｃ−９０、１２ｃ−８０、１２ｃ−７
０、１２ｃ−６０、１２ｃ−５０、１２ｃ−４０、１２
ｃ−３０、１２ｃ−２０はいずれも、上記したように図
３に示すのと同様な多層膜１２ｄの構造を有するもので
ある。

【００３４】多層膜１２ｄは、反射鏡１２の皿状体１２
ａ上に、所定の屈折率を有する第１の層１２ｄ−１を形
成し、当該第１の層１２ｄ−１上に当該第１の層１２ｄ
−１の屈折率とは異なる屈折率を有する第２の層１２ｄ
−２を積層する。そして、これら第１の層１２ｄ−１と
当該第１の層１２ｄ−１に積層された第２の層１２ｄ−
２との２つの層を一組として所定の積層数ｎ（ただし、
「ｎ」は正の整数である。）分だけ積層して形成され。

【００３５】こうして屈折率の異なる薄膜が多層状に重
ねられるとともに、１組の第１の層１２ｄ−１と第２の
層１２ｄ−２との膜厚たる周期長ｄがブラッグ反射を利
用するようにして形成されると、この多層膜１２ｄに入
射した光は第１の層１２ｄ−１と第２の層１２ｄ−２と
の境界面で反射され、当該第１の層１２ｄ−１と第２の
層１２ｄ−２との境界面で反射された反射光の干渉が生
じて、所定のエネルギーの光が高い反射率で反射される
ことになるものである。

【００３６】上記した表面部１２ｂの扇形形状の領域１
２ｃ−１００、１２ｃ−９０、１２ｃ−８０、１２ｃ−
７０、１２ｃ−６０、１２ｃ−５０、１２ｃ−４０、１
２ｃ−３０、１２ｃ−２０それぞれの多層膜は、対応す
る所定のエネルギーの光を高い反射率で反射するような
周期長ｄで、それぞれ所定の屈折率を有する第１の層１
２ｄ−１と第２の層１２ｄ−２とが所定の積層数ｎ分だ
け積層されて形成されている。

【００３７】具体的には、第１の層１２ｄ−１は、例え
ば、Ｎｉ（ニッケル）、Ｍｏ（モリブデン）などの重元
素によって形成されるものであり、第２の層１２ｄ−２
は、例えば、Ｃ（炭素）、Ｓｉ（ケイ素）などの軽元素
によって形成されるものである。

【００３８】なお、反射鏡１２の表面部１２ｂの扇形形
状の領域１２ｃそれぞれに所定のエネルギーの光を反射
する多層膜１２ｄを形成するには、公知の技術を用いる
ことができ、その成膜装置ならびに成膜方法の詳細な説
明は省略することとする。

【００３９】ここで、反射鏡１２の表面部１２ｂの所定
の扇形形状の領域１２ｃに多層膜１２ｄを形成するとき
には、当該所定の扇形形状の領域１２ｃ以外の扇形形状
の領域１２ｃにはマスクをするようにして順次扇形形状
の領域１２ｃ毎に成膜を行うようにしてもよい。あるい
は、表面部１２ｂの扇形形状の領域１２ｃ毎に反射鏡１
２を３６個の小片に分割し、当該３６個の小片それぞれ
に成膜を行ってから１つに結合して表面部１２ｂとして
組み上げ、反射鏡１２を形成してもよい。

【００４０】次に、超伝導トンネル接合素子１４は、ジ
ョセフソン素子の一種であり、薄い絶縁膜（例えば、ア
ルミナ）を超伝導金属薄膜（例えば、ニオブ）で挟み込
んだ構造を有している。

【００４１】当該超伝導トンネル接合素子１４は、上記
したように反射鏡１２からの反射光が集光される検出器
であり、より詳細には、０．３Ｋ程度の極低温で動作
し、当該超伝導トンネル接合素子１４に光が入射する
と、当該入射した光のエネルギーは超伝導金属薄膜に吸
収される。

【００４２】そして、超伝導トンネル接合素子１４の超
伝導金属薄膜に入射した光のエネルギーが吸収される
と、当該超伝導金属薄膜中のクーパー対の解離とフォノ
ンの発生とが引き起こされる。さらに、発生したフォノ
ンがクーパー対を解離するという過程が１０^−１２秒程
度の時間内で生起されることとなる。

【００４３】この際、準粒子が生じ、当該準粒子が量子
力学的トンネル効果で絶縁膜を通過することにより、入
射した光のエネルギーに比例した電流が発生し、所定の
回路系を用いて信号として取り出されて検出器として動
作するものである。

【００４４】このように、当該超伝導トンネル接合素子
１４は、Ｘ線から赤外線までの広帯域において高い感度
と分光能力とを有する検出器として機能する。

【００４５】具体的に、図４（ａ）には、超伝導トンネ
ル接合素子１４の表面の反射率が示されており、図４
（ｂ）には、超伝導トンネル接合素子１４の表面の透過
率が示されている。これら超伝導トンネル接合素子１４
の反射率ならびに透過率から明らかなように、当該超伝
導トンネル接合素子１４の光子の吸収率は９５％以上で
ある。

【００４６】また、超伝導トンネル接合素子１４は軟Ｘ
線から極端紫外線の領域における光子の吸収率が非常に
高く、上記したようにして光子の吸収により信号を作り
出す性質を有する超伝導トンネル接合素子１４を用いる
ことにより、軟Ｘ線から可視光の領域における光の分光
検出が実現されるものである。

【００４７】なお、図５には、超伝導トンネル接合素子
１４の軟Ｘ線から極端紫外線の領域におけるエネルギー
分解能の一例を示すグラフが示されている。

【００４８】以上の構成において、本発明による広帯域
直入射望遠鏡１０を天体観測に用いると、まず、広いエ
ネルギー帯域の光が反射鏡１２の表面部１２ｂに垂直に
入射される。

【００４９】この際、反射鏡１２の表面部１２ｂに入射
した広いエネルギー帯域の光のうち、１００ｅＶのエネ
ルギーを有する光は、扇形形状の領域１２ｃ−１００に
おいて高い反射率で反射され、９０ｅＶのエネルギーを
有する光は、扇形形状の領域１２ｃ−９０において高い
反射率で反射され、８０ｅＶのエネルギーを有する光
は、扇形形状の領域１２ｃ−８０において高い反射率で
反射され、７０ｅＶのエネルギーを有する光は、扇形形
状の領域１２ｃ−７０において高い反射率で反射され、
６０ｅＶのエネルギーを有する光は、扇形形状の領域１
２ｃ−６０において高い反射率で反射され、５０ｅＶの
エネルギーを有する光は、扇形形状の領域１２ｃ−５０
において高い反射率で反射され、４０ｅＶのエネルギー
を有する光は、扇形形状の領域１２ｃ−４０において高
い反射率で反射され、３０ｅＶのエネルギーを有する光
は、扇形形状の領域１２ｃ−３０において高い反射率で
反射され、２０ｅＶのエネルギーを有する光は、扇形形
状の領域１２ｃ−２０において高い反射率で反射される
（図６参照）。

【００５０】このようにして、軟Ｘ線から極端紫外線の
領域の所定のエネルギーの光それぞれは、対応する反射
鏡１２の表面部１２ｂの扇形形状の領域１２ｃによって
高い反射率で反射される。一方、当該軟Ｘ線から極端紫
外線の領域よりもエネルギーの低い可視光から真空紫外
線の領域の光はそれぞれ、扇形形状の領域１２ｃの多層
膜１２ｄの表面１２ｄｄによって全反射（鏡面反射）に
より高い反射率で反射される。

【００５１】その結果、反射鏡１２の表面部１２ｄの反
射率は、扇形形状の領域１２ｃそれぞれの反射率との多
層膜１２ｄの表面１２ｄｄの反斜率とが重ね合わされた
反射率となる（図６参照）。従って、反射鏡１２の表面
部１２ｄによって、入射された広いエネルギー帯域の光
のうちの軟Ｘ線から可視光の領域の光それぞれが、高い
反射率で反射されることになる。

【００５２】そして、反射鏡１２の表面部１２ｄからの
反射光は超伝導トンネル接合素子１４に集光される。こ
の際、軟Ｘ線から極端紫外線の領域の所定のエネルギー
の光それぞれについては、反射鏡１２の表面１４ｂの４
つのセクションそれぞれの対応する扇形形状の領域１２
ｃ、即ち、４箇所からの反射光が超伝導トンネル接合素
子１４に集光されるので、高い結像性能を有する。

【００５３】こうして、反射鏡１２の表面部１２ｄから
の反射光が超伝導トンネル接合素子１４に集光されて入
射されると、上記したようにして入射された光のエネル
ギーに比例した電流が発生し、所定の回路系を用いて信
号が取りだされて、軟Ｘ線から可視光の領域における光
の分光検出が、単一の反射鏡１２と超伝導トンネル接合
素子１４とによって行われる。

【００５４】上記したようにして、本発明による広帯域
直入射望遠鏡１０においては、軟Ｘ線から可視光の領域
における光に対応する多層膜１２ｄが形成された複数の
扇形形状の領域１２ｃを表面部１２ｂに配置する反射鏡
１２と、Ｘ線から赤外線までの広帯域において高い感度
と分光能力とを有する超伝導トンネル接合素子１４とを
配設するようにしたので、単一の反射鏡１２の複数の扇
形形状の領域１２ｃそれぞれと多層膜１２ｄの表面１２
ｄｄとによって、軟Ｘ線から可視光の領域の広いエネル
ギー帯域の光それぞれが高い反射率で反射されて、超伝
導トンネル接合素子１４によって分光検出される。

【００５５】このため、本発明による広帯域直入射望遠
鏡１０においては、広いエネルギー帯域の光、軟Ｘ線か
ら可視光の領域の光、特に、軟Ｘ線から極端紫外線の領
域における光それぞれを観測することができる。

【００５６】また、本発明による広帯域直入射望遠鏡１
０においては、単一の反射鏡１２によって軟Ｘ線から可
視光の領域の広いエネルギー帯域の光それぞれを高い反
射率で反射するので、複数の直入射望遠鏡を用いる必要
がなくなり、コストの低減を図ることができるとともに
効率よく広いエネルギー帯域の光を同時観測することが
できる。

【００５７】さらにまた、本発明による広帯域直入射望
遠鏡１０においては、単一の反射鏡１２によって軟Ｘ線
から可視光の領域の広いエネルギー帯域の光それぞれを
高い反射率で反射するので、当該反射鏡１２からの反射
光が集光される超伝導トンネル接合素子１４は１つ配設
すればよく、コスト低減を図ることができるとともに当
該超伝導トンネル接合素子１４を冷却する冷却装置が１
つで済むので、天体観測に際して当該広帯域直入射望遠
鏡１０が搭載される天体衛星などにおいて省スペース化
を実現することができる。

【００５８】次に、図７（ａ）（ｂ）を参照しながら、
本発明による広帯域直入射望遠鏡の第２の実施の形態に
ついて説明する。

【００５９】この第２の実施の形態と上記した第１の実
施の形態とは、上記した第１の実施の形態における反射
鏡１２は所定のエネルギーの光それぞれに対応する多層
膜１２ｄが形成された複数の扇形形状の領域１２ｃを表
面部１２ｂに配置しているのに対して（図２ならびに図
３参照）、第２の実施の形態における反射鏡３２は表面
部３２ｂには周期長の異なる多層膜３２ｄが形成されて
いる点において、両者は互いに異なっている。

【００６０】つまり、上記した第１の実施の形態におけ
る反射鏡１２の多層膜１２ｄの周期長ｄは、多層膜１２
ｄの深さ方向（図３参照）において変化せず一致してい
るのに対して、第２の実施の形態における反射鏡３２の
多層膜３２ｄの周期長ｄは、多層膜３２ｄの深さ方向
（図７（ｂ）参照）において連続的に変化しているもの
である。

【００６１】より詳細には、反射鏡３２の表面部３２ｂ
の多層膜３２ｄにおいては、多層膜３２ｄの深さ方向に
沿って、表面３２ｄｄから遠ざかるほど周期長ｄが短
く、表面３２ｄｄに近づくに従って周期長ｄが長くなる
ようになされている。

【００６２】従って、図７（ｂ）に示すように、表面３
２ｄｄから遠い周期長ｄ_１と、深さ方向における中位の
周期長ｄ_２と、多層膜３２ｄの表面３２ｄｄ近傍の周期
長ｄ _３とは、周期長ｄ_１＜周期長ｄ_２＜周期長ｄ_３の関
係となる。

【００６３】そして、このような反射鏡３２の表面部３
２ｂは、第１の実施の形態における反射鏡１２の表面部
１２ｂのように複数の扇形形状の領域１２ｃに区分され
てはいない。

【００６４】しかしながら、反射鏡３２の表面部３２ｂ
の多層膜３２ｄの周期長ｄが、軟Ｘ線から極端紫外線の
領域の所定のエネルギーの光それぞれに対応するように
して多層膜３２ｄの深さ方向において連続的に変化して
いるので、異なる周期長ｄ（例えば、周期長ｄ_１、
ｄ_２、ｄ_３）それぞれの第１の層３２ｄ−１と第２の層
３２ｄ−２との境界面でブラッグ反射を利用して反射さ
れる光のエネルギーが異なるようになる。

【００６５】従って、第２の実施の形態の広帯域直入射
望遠鏡においては、広いエネルギー帯域の光がそれぞれ
反射鏡３２の表面部３２ｂに垂直に入射すると、所定の
エネルギーの光それぞれが、エネルギーの大きさに応じ
て反射鏡３２の多層膜３２ｄを深さ方向に透過し、対応
するの周期長ｄの第１の層３２ｄ−１と第２の層３２ｄ
−２との境界面で反射される。

【００６６】そして、当該第１の層３２ｄ−１と第２の
層３２ｄ−２との境界面で反射された反射光の干渉が生
じて、その結果、入射された広いエネルギー帯域の光の
うちの軟Ｘ線から可視光の領域の光それぞれが、高い反
射率で反射されることになる。

【００６７】このため、第２の実施の形態の広帯域直入
射望遠鏡においては、反射鏡３２の表面部３２ｂを複数
の扇形形状の領域に区分することなしに、上記した第１
の実施の形態の広帯域直入射望遠鏡１０と同様に、単一
の反射鏡３２によって、軟Ｘ線から可視光の領域の広い
エネルギー帯域の光が高い反射率で反射され、超伝導ト
ンネル接合素子１４によって分光検出することができ
る。

【００６８】また、第２の実施の形態の広帯域直入射望
遠鏡においても、上記した第１の実施の形態の広帯域直
入射望遠鏡１０と同様に、軟Ｘ線から可視光の領域の広
いエネルギー帯域の光、特に、軟Ｘ線から極端紫外線の
領域における光それぞれを観測することができ、コスト
の低減を図ることができるとともに効率よく広いエネル
ギー帯域の光を観測することができ、さらにまた、天体
観測に際して当該広帯域直入射望遠鏡が配設される天体
衛星などにおいて省スペース化を実現することができ
る。

【００６９】なお、上記した第２の実施の形態において
は、反射鏡３２の表面部３２ｂを複数の扇形形状の領域
に区分することなしに、表面部３２ｂの円形形状の領域
の全域のおいて同様に、多層膜３２ｄの周期長ｄを多層
膜３２ｄの深さ方向（図７（ｂ）参照）において連続的
に変化させた。

【００７０】つまり、上記した第２の実施の形態におい
ては、周期長ｄを深さ方向において連続的に変化させた
多層膜３２ｄ（なお、本明細書においては、当該「周期
長ｄを深さ方向において連続的に変化させた多層膜３２
ｄ」を、「スーパーミラー」と適宜称することとす
る。）の種類が、反射鏡３２の表面部３２ｂにおいて１
種類であるようにしたが、これに限られるものではない
ことは勿論であり、反射鏡３２の表面部３２ｂを複数種
類のスーパーミラーにより構成するようにしてもよい。

【００７１】例えば、反射鏡３２の表面部３２ｂを複数
の扇形形状の領域に区分し、当該複数の扇形形状の領域
それぞれが異なる種類のスパーミラーを形成するように
してもよい。

【００７２】次に、図８至図１５に示すシュミレーショ
ン結果を参照しながら各種反射鏡の反射率について説明
することとする。

【００７３】図８乃至図１２には、上記した第１の実施
の形態の広帯域直入射望遠鏡１０における反射鏡１２
（図１乃至図６参照）に対応する反射鏡の反射率のシュ
ミレーション結果が示されており、図８には、使用した
反射鏡の表面部の複数種類の扇形形状の領域それぞれの
多層膜の理論反射率データを示す表が示されており、図
９には、図８に示す理論反射率データの多層膜（整理番
号３）の反射率の理論値を示すグラフが示されており、
図１０には、３００ｅＶまでのエネルギーを考慮した場
合の反射鏡の合成反射率の理論値を示すグラフが示され
ており、図１１には、１２５ｅＶ以上のエネルギーを考
慮しない場合の反射鏡の合成反射率の理論値を示すグラ
フが示されており、図１２には、３０ｅＶ以下のエネル
ギーを有する光に対する反射鏡の合成反射率の理論値を
示すグラフが示されている。

【００７４】ここで、図８乃至図１２に示すシュミレー
ション結果を示す反射鏡は、上記した第１の実施の形態
の広帯域直入射望遠鏡１０における反射鏡１２（図１乃
至図６参照）と対応するものであるが、反射鏡１２が１
つのセクションで９個の扇形形状の領域１２ｃを有し、
９種類の多層膜１２ｄが形成されたものであるのに対し
て、シュミレーションの用いた反射鏡は、１つのセクシ
ョンで２３個の扇形形状の領域を有し、２３種類の多層
膜が形成されたものである。

【００７５】図８の表中の「番号」欄は、２３種類の異
なる多層膜の整理番号を示し、「物質１」欄は、反射鏡
１２における第１の層１２ｄ−１に対応する薄膜を形成
する物質を示し、「物質２」欄は、反射鏡１２における
第２の層１２ｄ−２に対応する薄膜を形成する物質を示
し、「ｄ値」欄は、周期長ｄを示し、「ガンマ値」欄
は、一組の層の膜厚比、即ち、物質１の膜厚／（物質１
の膜厚＋物質２の膜厚）を示し、「ペア層数」欄は、多
層膜の所定の積層数ｎを示す。

【００７６】また、「理論計算１」欄は、３００ｅＶま
でのエネルギーを考慮した場合に反射鏡を構成する多層
膜の種類を示しており、この場合は、２３種類の多層膜
が形成された反射鏡を用いてシュミレーションが行われ
ている。

【００７７】一方、「理論計算２」欄は、１２５ｅＶ以
上のエネルギーを考慮しない場合に反射鏡を構成する多
層膜の種類を示しており、この場合は、整理番号１乃至
整理番号１２と整理番号２１乃至整理番号２３との１５
種類の多層膜が形成された反射鏡を用いてシュミレーシ
ョンが行われている。

【００７８】例えば、整理番号３の多層膜は、図９に示
すような反射率を示す。そして、これら２３種類の多層
膜が形成されて３００ｅＶまでのエネルギーが考慮され
た反射鏡の合成反射率は、図１０に示すように、Ｐｔの
単層膜が表面部に形成された反射鏡の合成反射率と比較
して、エネルギー帯域のほぼ全域でおよそ５倍に向上す
る。

【００７９】さらに、１２５ｅＶ以上のエネルギーを考
慮しないで１５種類の多層膜が形成された反射鏡は、３
００ｅＶまでのエネルギーを考慮して２３種類の多層膜
が形成された反射鏡の合成反射率に比べてさらに実効的
な合成反射率が向上する（図１１参照）。

【００８０】このようにして１２５ｅＶ以上のエネルギ
ーを考慮しない場合は、実効的な合成反射率が向上した
状態の反射鏡を、３００ｅＶまでのエネルギーを考慮し
た反射鏡よりも少ない種類の多層膜で実現することがで
きる。

【００８１】なお、図１２に示すように、３００ｅＶま
でのエネルギーを考慮して２３種類の多層膜が形成され
た反射鏡においては、軟Ｘ線から真空紫外線にかけて数
％〜数十％という反射率を維持することができる。

【００８２】従って、当該軟Ｘ線から極端紫外線の領域
よりもエネルギーの低い可視光から真空紫外線の領域の
光はそれぞれ、反射鏡の扇形形状の領域の多層膜の表面
によって高い反射率で反射される。

【００８３】次に、図１３乃至図１５には、上記した第
２の実施の形態の広帯域直入射望遠鏡における反射鏡３
２（図７（ａ）（ｂ）参照）に対応する反射鏡の反射率
のシュミレーション結果が示されており、図１３には、
使用した反射鏡の表面部の複数種類のスーパーミラーそ
れぞれの理論反射率データを示す表が示されており、図
１４には、図１３に示す理論反射率データのスーパーミ
ラー（整理番号４）それぞれの反射率の理論値を示すグ
ラフが示されており、図１５には、図１３に示す理論反
射率データの複数種類のスーパーミラーからなる表面部
を有する反射鏡の合成反射率の理論値を示すグラフが示
されている。

【００８４】ここで、図１３乃至図１５に示すシュミレ
ーション結果を示す反射鏡は、上記した第２の実施の形
態の広帯域直入射望遠鏡における反射鏡３２（図７
（ａ）（ｂ）参照）と対応するものであるが、反射鏡３
２が表面部３２ｂを複数の扇形形状の領域に区分するこ
となしに１種類のスーパーミラーが形成されたものであ
るのに対して、シュミレーションの用いた反射鏡は、表
面部が複数の扇形形状の領域に区分されて５種類のスー
パーミラーが形成されたものである。

【００８５】そして、このシュミレーションの用いた反
射鏡の５種類のスーパーミラーそれぞれの理論反射率デ
ータが図１３に示されている。なお、図１３の表中の
「番号」欄は、５種類の異なるスーパーミラーの整理番
号を示し、「物質１」欄は、反射鏡３２における第１の
層３２ｄ−１に対応する薄膜を形成する物質を示し、
「物質２」欄は、反射鏡３２における第２の層３２ｄ−
２に対応する薄膜を形成する物質を示し、「開始ｄ値」
欄は、反射鏡３２の多層膜３２ｄの表面３２ｄｄ近傍の
周期長ｄ_３と対応する周期長を示し、「終了ｄ値」欄
は、反射鏡３２の多層膜３２ｄの本体部３２ａ近傍の周
期長ｄ_１と対応する周期長を示し、「ガンマ値」欄は、
一組の層の膜厚比、即ち、物質１の膜厚／（物質１の膜
厚＋物質２の膜厚）を示し、「ペア層数」欄は、多層膜
の所定の積層数ｎを示す。

【００８６】例えば、整理番号４のスーパーミラーは、
図１４に示すような反射率を示す。そして、これら５種
類のスーパーミラーが形成された反射鏡の合成反射率
は、図１５に示すように、Ｐｔの単層膜が形成された反
射鏡の合成反射率と比較して、エネルギー帯域のおよそ
４０ｅＶからおよそ１２０ｅＶの範囲内において向上し
ている。

【００８７】ただし、エネルギー帯域の１２０ｅＶ以上
の軟Ｘ線に関しては、直入射ではスーパーミラーの効果
が得られないものである。

【００８８】なお、上記した実施の形態は、以下の
（１）乃至（７）に説明するように変形することができ
る。

【００８９】（１）上記した第１の実施の形態において
（図２参照）、さらに、反射鏡１０の表面部１２ｂの多
層膜１２ｄの最上層である表面１２ｄｄにＰｔなどのト
ップコーティングを施すようにしてもよい。このように
すると、軟Ｘ線から極端紫外線の領域よりもエネルギー
の低い可視光から真空紫外線の領域の光の反射率をさら
に向上させることができる。

【００９０】（２）上記した第１ならびに第２の実施の
形態における反射鏡１０の表面部１２ｂ、３２ｂの直径
や凹面の曲率などは、当該反射鏡１０の観測対象や、搭
載される天体衛星のスペースなどにより寸法設定すれば
よい。

【００９１】（３）上記した実施の形態において、超伝
導トンネル接合素子１４の特性から、軟Ｘ線（３００ｅ
Ｖ）から可視域までの光を同時に検出する際には、エネ
ルギーの高い光が作り出すフォノンイベントにより、低
エネルギー側の光のイベントを埋もれさせてしまう可能
性がある。

【００９２】このため、軟Ｘ線、極端紫外線、紫外線、
可視光線をそれぞれ選択するためのバンドパスフィルタ
ーを配設するようにすると、軟Ｘ線から可視光の領域に
おける光の分光検出を一層確実に行うことができる。

【００９３】この際、軟Ｘ線から真空紫外線について
は、物質の吸収構造を利用した薄膜フィルター、例え
ば、Ａｌ／Ｃ（アルミニウム／カーボン）金属薄膜フィ
ルターを用いることができ（図１６（ａ）（ｂ）参
照）、真空紫外線から可視光線については、物質の吸収
構造を利用したフィルターや干渉を利用したバンドパス
フィルターなどを用いることができる。

【００９４】また、こうしたバンドパスフィルターを用
いることなしに、超伝導トンネル接合素子１４に反射光
が入射して検出される電気信号の立ち上がり時間によ
り、軟Ｘ線、極端紫外線、紫外線、可視光線のそれぞれ
のイベントとフォノンイベントを分離するようにしても
よい。

【００９５】このようにすると、軟Ｘ線（３００ｅＶ）
から可視域までの光を一層確実に同時検出することがで
きる。

【００９６】（４）上記した実施の形態において、さら
に、超伝導トンネル接合素子１４を複数用いて分光イメ
ージングを行うようにしてもよく、その際には、各種回
路系の変更等を行うようにすればよい。

【００９７】（５）上記した第１の実施の形態において
（図２参照）、反射鏡１０の表面１２ｂを中心部Ｐを頂
点とする扇形形状の領域１２ｃに区分して９種類のエネ
ルギーの光を反射する多層膜１２ｄを形成するようにし
たが、これに限られるものではないことは勿論であり、
図８乃至図１２にも示すように、多層膜の種類は９種類
に限定されない。要は、当該扇形形状の領域それぞれ
に、軟Ｘ線から可視光の領域における光を反射する多層
膜をそれぞれ所定の材料を用いて形成するようにすれば
よい。

【００９８】また、これら所定のエネルギーの光を反射
する多層膜のデザイン（即ち、扇形形状の領域の並び順
やセクションの数など）および区分けの割合（即ち、中
心角αの大きさ）は、検出位置での各々のエネルギーの
反射強度が最大になるようにして形成すればよい。

【００９９】例えば、区分けの割合は所定の目的に応じ
て増減させる自由度を有しているので、扇形形状の領域
に形成される多層膜が反射する光のエネルギーが高くな
るに従って中心角αの大きさが大きくなるようにしても
よい。このようにすると、反射鏡の表面部に入射された
広いエネルギー帯域の光のうち、エネルギーが高い光ほ
ど対応する広い面積の扇形形状の領域においてより一層
高い反射率で反射されるようになる。

【０１００】また、観測上、特定の波長が意味をなさな
い場合、例えば、５０ｅＶの光は必要ないが、１００ｅ
Ｖの光量を増やしたい場合には、５０ｅＶに対応する多
層膜が形成された扇形形状の領域を１００ｅＶに対応す
る多層膜が形成された扇形形状の領域に変更する。その
結果、１００ｅＶの光が一層高い反射率で反射されるよ
うになり、１００ｅＶの光量を増加させることができ
る。

【０１０１】さらに、区分けの仕方も、扇形形状の領域
のようなパイスライスに限られるものではないことは勿
論であり、例えば、反射鏡１０の表面１２ｂを所定形状
の領域に区分し、当該所定形状の領域内それぞれに軟Ｘ
線から可視光の領域の光を反射する多層膜を複数種類形
成するようにしてもよい。

【０１０２】（６）上記した第２の実施の形態において
は（図７（ａ）（ｂ）参照）、反射鏡３２の表面部３２
ｂ側に超伝導トンネル接合素子１４が配設されるように
したが（図１７（ａ）参照）、これに限られるものでは
ないことは勿論であり、例えば、図１７（ｂ）ならびに
図１８に示すように、超伝導トンネル接合素子１４を、
反射鏡３２’の表面部３２ｂ’側ではなく、反射鏡３
２’の表面部３２ｂ’の背面側に位置する背面部３２ｅ
側に配設し、カセグレンタイプの望遠鏡として構成する
ようにしてもよい。

【０１０３】具体的には、この反射鏡３２’の表面部３
２ｂ’は、上記した第２の実施の形態の反射鏡３２の表
面部３２ｂと同様に、スーパーミラーにより構成されて
いる。また、反射鏡３２’の中心部位には表面部３２
ｂ’と背面部３２ｅとにおいて開口する孔部３２ｆが穿
設されている。

【０１０４】そして、反射鏡３２’の背面部３２ｅ側に
超伝導トンネル接合素子１４を配設し、反射鏡３２’の
表面部３２ｂ’側には反射鏡４０を配設するようにす
る。なお、この反射鏡４０の表面部４０ａは凸面でスー
パーミラーにより構成されるようにする。より詳細に
は、反射鏡４０のスーパーミラーは、軟Ｘ線から極端紫
外線の領域における所定のエネルギーの光をそれぞれ反
射するとともに、真空紫外線から可視光までの領域にわ
たって全反射による高い反射率を有するものであり、反
射鏡３２’の凹面たる表面部３２ｂ’を構成するスーパ
ーミラーの種類や焦点距離などの各種条件に応じて設計
するようにすればよい。

【０１０５】こうした構成の広帯域直入射望遠鏡におい
ては、主鏡たる反射鏡３２’の表面部３２ｂ’に入射し
た広いエネルギー帯域の光は、表面部３２ｂ’を構成す
るスーパーミラーによって反射される。そして、反射鏡
３２’の表面部３２ｂ’で反射された光は、副鏡たる反
射鏡４０の表面部４０ａを構成するスーパーミラーによ
って反射される。こうして反射鏡４０の表面部４０ａで
反射された光が、反射鏡３２’の孔部３２ｆを通り抜け
て超伝導トンネル接合素子１４に入射し、超伝導トンネ
ル接合素子１４によって分光検出される。

【０１０６】このように主鏡たる反射鏡３２’と副鏡た
る反射鏡４０とを用いるようにすると、反射鏡３２’の
表面部３２ｂ’に入射した広いエネルギー帯域の光が２
回反射され、反射鏡４０によって光路が折り返されて、
反射鏡３２’の背面側で焦点が結ばれる。

【０１０７】そして、主鏡たる反射鏡３２’と副鏡たる
反射鏡４０との２つの鏡面により、収差補正を行うこと
ができるようになる。また、超伝導トンネル接合素子１
４が主鏡たる反射鏡３２’の背面側に配設されるので、
超伝導トンネル接合素子１４を冷却する冷却装置などの
冷却系の組み込みが容易になる。

【０１０８】（７）上記した実施の形態ならびに上記
（１）乃至（６）に示す変形例は、適宜に組み合わせる
ようにしてもよい。

【０１０９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、単一の反射鏡によって広いエネルギー帯域
の光それぞれを高い反射率で反射するようになり、広い
エネルギー帯域、例えば、軟Ｘ線から可視光の領域の光
を観測することができるという優れた効果を奏する。

【０１１０】また、本発明は、以上説明したように構成
されているので、単一の反射鏡によって、例えば、軟Ｘ
線から可視光の領域の広いエネルギー帯域の光それぞれ
を高い反射率で反射するようになり、複数の直入射望遠
鏡を用いる必要はなくなり、コストの低減を図ることが
できるとともに効率よく広いエネルギー帯域の光を観測
することができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による広帯域直入射望遠鏡の第１の実施
の形態を示す概念構成説明図である。

【図２】図１におけるＡ矢視図であり、反射鏡の表面部
を中心に示す説明図である。

【図３】図２におけるＢ−Ｂ線断面図の一部拡大説明図
である。

【図４】（ａ）は、超伝導トンネル接合素子の表面の反
射率を示すグラフであり、（ｂ）は、超伝導トンネル接
合素子の表面の透過率を示すグラフである。

【図５】超伝導トンネル接合素子の軟Ｘ線から極端紫外
線の領域におけるエネルギー分解能の一例を示すグラフ
である。

【図６】本発明による広帯域直入射望遠鏡の第１の実施
の形態における反射鏡の合成反射率特性を示すグラフで
ある。

【図７】（ａ）は、本発明による広帯域直入射望遠鏡の
第２の実施の形態の反射鏡の表面部を中心に示す説明図
であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図の一
部拡大説明図である。

【図８】シュミレーションに用いた本発明による広帯域
直入射望遠鏡の第１の実施の形態の反射鏡に対応する反
射鏡の表面部の複数種類の扇形形状の領域それぞれの多
層膜の理論反射率データを示す表である。

【図９】図８に示す整理番号３の多層膜の反射率の理論
値を示すグラフである。

【図１０】３００ｅＶまでのエネルギーを考慮した場合
の反射鏡の合成反射率の理論値を示すグラフである。

【図１１】１２５ｅＶ以上のエネルギーを考慮しない場
合の反射鏡の合成反射率の理論値を示すグラフである。

【図１２】３０ｅＶ以下のエネルギーを有する光に対す
る反射鏡の合成反射率の理論値を示すグラフである。

【図１３】シュミレーションに用いた本発明による広帯
域直入射望遠鏡の第２の実施の形態の反射鏡に対応する
反射鏡の表面部の複数種類のスーパーミラーそれぞれの
理論反射率データを示す表である。

【図１４】図１３に示す整理番号４のスーパーミラーの
反射率の理論値を示すグラフである。

【図１５】図１３に示す理論反射率データのスーパーミ
ラーからなる表面部を有する反射鏡の合成反射率の理論
値を示すグラフである。

【図１６】（ａ）（ｂ）は、Ａｌ／Ｃ（アルミニウム／
カーボン）金属薄膜フィルターの透過率を示すグラフで
ある。

【図１７】（ａ）は、図７（ａ）（ｂ）に示す本発明に
よる広帯域直入射望遠鏡の第２の実施の形態に対応する
断面図であり、（ｂ）は、本発明による広帯域直入射望
遠鏡の他の例に対応する図１８におけるＤ−Ｄ線断面図
である。

【図１８】本発明による広帯域直入射望遠鏡の他の例を
示す説明図である。

【符号の説明】

１０広帯域直入射望遠鏡１２，３２，３２’ 反射鏡１２ａ本体部１２ｂ，３２ｂ，３２ｂ’ 表面部１２ｃ，扇形形状の領域１２ｄ，３２ｄ多層膜１２ｄ−１，３２ｄ−１第１の層１２ｄ−２，３２ｄ−２第２の層１２ｄｄ，３２ｄｄ表面１４超伝導トンネル接合素子３２ｅ背面部３２ｆ孔部４０反射鏡４０ａ表面部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ２１Ｋ 1/06 Ｇ２１Ｋ 1/06 Ｇ (72)発明者戎崎俊一埼玉県和光市広沢２番１号理化学研究所内 (72)発明者清水裕彦埼玉県和光市広沢２番１号理化学研究所内Ｆターム(参考） 2G020 AA03 AA04 AA05 AA06 BA19 CB03 CC26 CC28 CD25 2G065 AB02 AB04 AB05 BA31 BB12 BB27 DA20 2H039 AA02 AB22 AC00 2H042 DA01 DB00 DD06 DE00 2H048 FA05 FA07 FA09 FA18 FA24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定形状の領域毎にそれぞれ異なる種類
の多層膜が形成された表面部を有し、該表面部において
入射された光を反射する反射鏡と、前記表面部において反射された光が入射され、該入射さ
れた光を分光検出する検出器とを有する広帯域直入射望
遠鏡。
【請求項２】請求項１に記載の広帯域直入射望遠鏡に
おいて、前記表面部の異なる種類の多層膜は、軟Ｘ線から極端紫
外線の領域における所定のエネルギーの光をそれぞれ反
射するとともに、真空紫外線から可視光までの領域にわ
たって全反射による高い反射率を有するものである広帯
域直入射望遠鏡。
【請求項３】請求項１または請求項２のいずれか１項
に記載の広帯域直入射望遠鏡において、前記表面部は円形形状を有し、該円形形状の中心部を頂
点とする所定の中心角を備えた複数の扇形形状の領域に
区分されたものである広帯域直入射望遠鏡。
【請求項４】請求項３に記載の広帯域直入射望遠鏡に
おいて、前記表面部は、所定の数の前記扇形形状の領域からなる
複数のセクションにより構成され、前記複数のセクショ
ンのそれぞれにおいて、前記扇形形状の領域に形成され
た多層膜の種類と該種類の並び順とがそれぞれ一致して
いる広帯域直入射望遠鏡。
【請求項５】周期長を深さ方向において連続的に変化
させ、軟Ｘ線から極端紫外線の領域における所定のエネ
ルギーの光をそれぞれ反射するとともに、真空紫外線か
ら可視光までの領域にわたって全反射による高い反射率
を有する多層膜が形成された表面部を有し、該表面部に
おいて入射された光を反射する反射鏡と、前記反射鏡の前記表面部において反射された光が入射さ
れ、該入射された光を分光検出する検出器とを有する広
帯域直入射望遠鏡。
【請求項６】周期長を深さ方向において連続的に変化
させ、軟Ｘ線から極端紫外線の領域における所定のエネ
ルギーの光をそれぞれ反射するとともに、真空紫外線か
ら可視光までの領域にわたって全反射による高い反射率
を有する多層膜が形成された第１の表面部を有し、該第
１の表面部において入射された光を反射する第１の反射
鏡と、前記第１の反射鏡の前記第１の表面部に対応させて、周
期長を深さ方向において連続的に変化させ、軟Ｘ線から
極端紫外線の領域における所定のエネルギーの光をそれ
ぞれ反射するとともに、真空紫外線から可視光までの領
域にわたって全反射による高い反射率を有する多層膜が
形成された第２の表面部を有し、該第２の表面部におい
て前記第１の反射鏡の前記第１の表面部において反射さ
れた光を反射する第２の反射鏡と、前記第２の反射鏡の前記第２の表面部において反射され
た光が入射され、該入射された光を分光検出する検出器
とを有する広帯域直入射望遠鏡。
【請求項７】請求項１、請求項２、請求項３、請求項
４、請求項５または請求項６のいずれか１項に記載の広
帯域直入射望遠鏡において、前記検出器は、超伝導トンネル接合素子である広帯域直
入射望遠鏡。
【請求項８】いずれも中心角が１０度の扇形形状の領
域であって、１００ｅＶのエネルギーを有する光を反射
する多層膜が形成された第１の扇形形状の領域と、９０
ｅＶのエネルギーを有する光を反射する多層膜が形成さ
れた第２の扇形形状の領域と、８０ｅＶのエネルギーを
有する光を反射する多層膜が形成された第３の扇形形状
の領域と、７０ｅＶのエネルギーを有する光を反射する
多層膜が形成された第４の扇形形状の領域と、６０ｅＶ
のエネルギーを有する光を反射する多層膜が形成された
第５の扇形形状の領域と、５０ｅＶのエネルギーを有す
る光を反射する多層膜が形成された第６の扇形形状の領
域と、４０ｅＶのエネルギーを有する光を反射する多層
膜が形成された第７の扇形形状の領域と、３０ｅＶのエ
ネルギーを有する光を反射する多層膜が形成された第８
の扇形形状の領域と、２０ｅＶのエネルギーを有する光
を反射する多層膜が形成された第９の扇形形状の領域と
を、時計回り方向で順次配置するセクションが４つ存在
して円形形状に構成した表面部を有し、該表面部におい
て入射された光を反射する反射鏡と、前記反射鏡の前記表面部において反射された光が入射さ
れ、該入射された光を分光検出する超伝導トンネル接合
素子とを有する広帯域直入射望遠鏡。