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Development of ultimate diffraction grating of high diffraction order with high dispersion

Research Project

Project/Area Number 15K13470
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Astronomy
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

Ebizuka Noboru  国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究領域, 研究員 (80333300)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山形 豊  国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究領域, チームリーダー (70261203)
佐々木 実  豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70282100)
青木 和光  国立天文台, TMT推進室, 准教授 (20321581)
Research Collaborator SHIMATSU Takehito  東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 教授
UOMOTO Miyuki  東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 研究員
KAJIWARA Ken  豊田工業大学, ナノテクノロジープラットフォーム, 支援員
OKUMURA Toshio  豊田工業大学, ナノテクノロジープラットフォーム, 支援員
TANAKA Ichi  国立天文台, ハワイ観測所, Sr. Resident Astronomer
HATTORI Takashi  国立天文台, ハワイ観測所, Sr. Instrumentation Research Specialist
OZAKI Shinobu  国立天文台, TMT推進室, 特任研究員
KIRINO Okiharu  クリスタル光学, 技術開発部長
OKAMOTO Takayuki  国立研究開発法人理化学研究所, 石橋極微デバイス工学研究室, 専任研究員
HOSOBATA Takuya  国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究領域, 研究員
TAKEDA Masahiro  国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究領域, テクニカルスタッフⅠ
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
KeywordsVolume grating / Echelle spectroscopy / 厳密結合波解析(RCWA) / 厳密結合波解析(RCWA)法 / 透過型回折格子 / 高次回折光 / 高分散分光 / 厚い回折格子
Outline of Final Research Achievements

A volume binary (VB) grating of silicon with a high aspect ratio which functions as a QB grating was prototyped by cycle etching of silicon, formation and removal of oxide layer. This silicon VB grating has an extremely smooth optical surface with little scattering even in visible light.
The prototype for the reflector facet transmission (RFT) grating was fabricated by the replication from the mold of the grating with an acute vertex angle. The diffraction efficiency of the grating was about 45 to 50%.
The Quasi-Bragg (QB) immersion grating was prototyped by bonding a QB grating cut at 30 degrees with a prism and a surface reflection mirror, and its function was verified.

Report

(3 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Diffraction Gratings for the Latest Visible and Infrared Astronomical Observations2017

    • Author(s)
      N. Ebizuka, et al.
    • Journal Title

      日本赤外線学会誌

      Volume: 26 (2) Pages: 32-39

    • NAID

      40021084725

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      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Novel diffraction gratings for next generation Spectrographs with high spectral dispersion2016

    • Author(s)
      N. Ebizuka, et al.
    • Journal Title

      Proc. SPIE

      Volume: 9912 Pages: 99122Z-99122Z

    • DOI

      10.1117/12.2231949

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      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Diffraction Gratings for the Latest Visible and Infrared Astronomical Observations2016

    • Author(s)
      N. Ebizuka, et al.
    • Journal Title

      日本赤外線学会誌

      Volume: 26 Pages: 0-0

    • NAID

      40021084725

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 次世代観測装置用の新しい回折格子の開発状況2017

    • Author(s)
      N. Ebizuka, et al.
    • Organizer
      木曽広視野サーベイと京都3.8m即時分光によるタイムドメイン天文学の推進
    • Place of Presentation
      京都大学(京都市左京区)
    • Year and Date
      2017-02-20
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    • Author(s)
      N. Ebizuka, et al.
    • Organizer
      Subaru Users' Meeting FY2016
    • Place of Presentation
      国立天文台(三鷹市)
    • Year and Date
      2017-01-19
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  • [Presentation] 次世代天文学観測装置用の新しい回折格子 IV2016

    • Author(s)
      海老塚 昇 他
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      第6回 可視赤外線観測装置技術ワークショップ
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      国立天文台(三鷹市)
    • Year and Date
      2016-11-24
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  • [Presentation] 8.2mすばる望遠鏡および次世代30m望遠鏡: TMT用の新しい高分散回折格子 32016

    • Author(s)
      海老塚 昇 他
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    • Place of Presentation
      理化学研究所(和光市)
    • Year and Date
      2016-10-31
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      海老塚 昇 他
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      コンテンポラリオプティクス研究会
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      2016-10-05
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      海老塚 昇 他
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      国立天文台(三鷹市)
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      2016-09-26
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  • [Presentation] Novel diffraction gratings for next generation Spectrographs with high spectral dispersion2016

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      N. Ebizuka, et al.
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      SPIE Astronomical Telescope + Instrumentation
    • Place of Presentation
      Edinburgh International Conference Centre, UK
    • Year and Date
      2016-06-26
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  • [Presentation] 次世代天文学観測装置用の新しい高分散回折格子 II2016

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      海老塚 昇 他
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      第41回光学シンポジウム
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      東京大学生産技術研究所(東京都千代田区)
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      2016-06-23
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      N. Ebizuka, et al.
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      ULTIMATE Subaru Science Workshop
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      国立天文台(三鷹市)
    • Year and Date
      2016-06-16
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  • [Presentation] 究極的な高分散透過型回折格子2016

    • Author(s)
      海老塚 昇
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      理化学研究所・新技術説明会
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      JST東京本部別館ホール
    • Year and Date
      2016-05-31
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  • [Presentation] すばる望遠鏡及び次世代大型望遠鏡用の新しい回折格子 II2016

    • Author(s)
      海老塚 昇 他
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      第21回天体スペクトル研究会
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      甲南大学(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2016-02-27
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  • [Presentation] Current Status of Novel Gratings fot Next Generation Astronomical Instruments II2016

    • Author(s)
      N. Ebizuka et al.
    • Organizer
      Subaru Users' Meeting FY2015
    • Place of Presentation
      国立天文台(東京都三鷹市)
    • Year and Date
      2016-01-19
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  • [Presentation] 次世代天文学観測装置用の新しい回折格子2015

    • Author(s)
      海老塚 昇 他
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      第5回 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(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2015-12-07
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  • [Presentation] 新しい高分散回折格子2015

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      海老塚 昇 他
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      近赤外高分散分光研究会:地球型惑星探索と広がるサイエンス
    • Place of Presentation
      国立天文台(東京都三鷹市)
    • Year and Date
      2015-11-24
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  • [Presentation] 次世代観測装置用の新しい回折格子2015

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      海老塚 昇 他
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      2015年度光学赤外線天文連絡会シンポジウム「光赤外将来計画」
    • Place of Presentation
      国立天文台(東京都三鷹市)
    • Year and Date
      2015-09-14
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  • [Presentation] 次世代天文学観測装置用の新しい回折格子2015

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      海老塚 昇 他
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      2015年精密工学会秋季大会講演
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2015-09-04
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  • [Presentation] 次世代天文学観測装置用の新しい高分散回折格子2015

    • Author(s)
      海老塚 昇 他
    • Organizer
      第40回光学シンポジウム
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      東京大学生産技術研究所(東京都目黒区)
    • Year and Date
      2015-06-25
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 透過型回折格子、光導波路、ならびに透過型回折格子の使用方法および設計方法2017

    • Inventor(s)
      海老塚 昇 他
    • Industrial Property Rights Holder
      海老塚 昇 他
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2017-03-31
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    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 透過型回折格子、光導波路、ならびに透過型回折格子の使用方法および設計方法2016

    • Inventor(s)
      海老塚 昇、岡本 隆之、細畠 拓也、山形 豊
    • Industrial Property Rights Holder
      理化学研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2016-072715
    • Filing Date
      2016-03-31
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光学素子およびその製造方法2015

    • Inventor(s)
      海老塚 昇、山形 豊
    • Industrial Property Rights Holder
      理化学研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2015-174187
    • Filing Date
      2015-09-03
    • Related Report
      2015 Research-status Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2018-03-22  

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