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広視野多天体補償光学のトモグラフィック推定の開発と実証

Research Project

Project/Area Number 15J02510
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Astronomy
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

大野 良人  東北大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords天文学 / 補償光学 / 多天体補償光学 / トモグラフィ / 大気揺らぎ / RAVEN / トモグラフィー / 大気ゆらぎ
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、広視野多天体補償光学に必要なトモグラフィック推定手法に関する研究を行っており、特に私が開発した新しいトモグラフィック推定手法である「複タイムステップトモグラフィック推定」の開発と実証を進めている。多天体補償光学は地球大気のゆらぎによって引き起こされる光の乱れの影響を補正する補償光学を、広い視野内の複数の天体方向に同時に適用する次世代の補償光学システムである。この多天体補償光学を実現するためには、複数の明るいガイド星から情報から、大気ゆらぎによる位相乱れを高さごとに推定するトモグラフィック推定が重要な技術となる。私が開発した「複タイムステップトモグラフィック推定」は、大気ゆらぎが風によって時間ともに移動しているとみなせることを利用して、複数のタイムステップでの測定値を同時に用いることで情報を増やし、トモグラフィック推定による推定精度を向上させる手法である。
まず、昨年度は手法の開発と数値シミュレーションによる評価を行い、本手法によって補正性能が大幅に向上することを示した。また、2014年・2015年にハワイにあるすばる望遠鏡で行われた多天体補償光学の試験装置である「RAVEN」オンスカイ試験観測で、本手法の性能評価を行った。2016年度は4月よリフランス・LAMに長期滞在し、Carlos Correia氏と共同研究を進めた。RAVEN試験観測で得られたデータの解析を進め、 マウナケア山頂での大気揺らぎプロファイルの推定を行い、多天体補償光学の補償性能について詳細な評価を行 つた。特に大気ゆらぎプロファイルの推定結果からはマウナケア山頂では地表付近の揺らぎ成分の寄与が大きく、 広視野の補償光学に向いた観測値であることが確認された。また、将来超大型望遠鏡での多天体補償光学に必要となる制御計算の高速化に向けたアルゴリズムの評価も進めた。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2017 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (5 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] National Research Council Canada/University of Victoria(カナダ)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] LAM(フランス)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Subaru Telescope(U.S.A.)

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] University of Victoria/National Research Council Canada(Canada)

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Laboratoire d'astrophysique de Marseille(France)

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] Statistics of turbulence parameters at Maunakea using the multiple wavefront sensor data of RAVEN2017

    • Author(s)
      Yoshito H. Ono, Carlos M. Correia, Dave R. Andersen, Olivier Lardiere, Shin Oya, Masayuki Akiyama, Kate Jackson, Colin Bradley
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 465 Issue: 4 Pages: 4931-4941

    • DOI

      10.1093/mnras/stw3083

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Multi time-step wavefront reconstruction for tomographic adaptive-optics systems2016

    • Author(s)
      Yoshito H. Ono, Masayuki Akiyama, Shin Oya, Olivier Lardiere, David R. Andersen, Carlos Correia, Kate Jackson, and Colin Bradley
    • Journal Title

      Journal of the Optical Society of America A

      Volume: 33 Issue: 4 Pages: 726-740

    • DOI

      10.1364/josaa.33.000726

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Efficient tomographic wave-front reconstruction in astronomical adaptive optics exploiting Toeplitz matrix structure2017

    • Author(s)
      Yoshito Ono
    • Organizer
      100 Years of Radon Transform
    • Place of Presentation
      リンツ (オーストリア)
    • Year and Date
      2017-03-27
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Maunakea site characterization with RAVEN2017

    • Author(s)
      Yoshito Ono
    • Organizer
      Turbulence profiling workshop
    • Place of Presentation
      マルセイユ (フランス)
    • Year and Date
      2017-03-21
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] On-sky MOAO performance evaluation of RAVEN2016

    • Author(s)
      Yoshito Ono
    • Organizer
      SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation
    • Place of Presentation
      エジンバラ (イギリス)
    • Year and Date
      2016-06-26
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The statistics of atmospheric turbulence at Maunakea measured by RAVEN2016

    • Author(s)
      Yoshito Ono
    • Organizer
      SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation
    • Place of Presentation
      エジンバラ (イギリス)
    • Year and Date
      2016-06-26
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] On-sky MOAO performance evaluation of RAVEN2016

    • Author(s)
      Yoshito H. Ono, Olivier Lardiere, David R. Andersen, Carlos M. Correia, Kathryn Jackson, Darryl Gamroth, Shin Oya, Masayuki Akiyama, Colin Bradley
    • Organizer
      SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation
    • Place of Presentation
      Edinburgh (United Kingdom)
    • Year and Date
      2016-06-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The statistics of atmospheric turbulence at Maunkea measured by RAVEN2016

    • Author(s)
      Yoshito H. Ono, Oliver Lardiere, David R. Andersen, Carlos M. Correia, Darryl Gamroth, Kathryn Jackson, Andres Guesalaga, Olivier Martin, Shin Oya, Masayuki Akiyama, Colin Bradley
    • Organizer
      SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation
    • Place of Presentation
      Edinburgh (United Kingdom)
    • Year and Date
      2016-06-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] すばる望遠鏡での天文トモグラフィー補償光学の実証2016

    • Author(s)
      大野 良人
    • Organizer
      第10回NIBBバイオイメージングフォーラム
    • Place of Presentation
      自然科学研究機構 基礎生物学研究所 (岡崎市)
    • Year and Date
      2016-02-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] RAVENを用いた複タイムステップトモグラフィー推定の開発2015

    • Author(s)
      大野 良人
    • Organizer
      可視赤外線観測装置技術ワークショップ
    • Place of Presentation
      東北大学 (仙台市)
    • Year and Date
      2015-12-07
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of multi time-step tomographic reconstruction with RAVEN2015

    • Author(s)
      Y. H. Ono, M. Akiyama, S. Oya, O, Lardiere
    • Organizer
      Adaptive Optics for Extremely Large Telescope
    • Place of Presentation
      Lake Arrowhead (U.S.A.)
    • Year and Date
      2015-10-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] RAVEN:多天体補償光学を用いた場合の視野内での PSF の一様性の評価2015

    • Author(s)
      大野良人, 秋山正幸, 大屋真,Olivier Ladiere
    • Organizer
      日本天文学会2015年秋季年会
    • Place of Presentation
      甲南大学 (神戸市)
    • Year and Date
      2015-09-09
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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