Wavefront compensation using a spatial light modulator for high-resolution synthetic aperture remote sensing
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21K20439
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0302:Electrical and electronic engineering and related fields
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
Hirose Makoto 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (30908760)
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| Project Period (FY) |
2021-08-30 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 補償光学 / リモートセンシング / MEMS / 形状可変鏡 / 地球観測 / 波面補償 / 空間光変調 |
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| Outline of Research at the Start |
地球周回軌道から地上を高分解能に光学観測する技術のブレイクスルーとして、複数の望遠鏡開口を合成し、より大きな口径の望遠鏡であるかのように制御する、合成開口望遠鏡が構想されている。この構想の核心技術は、地上観測中に開口全域にわたり、数10 nmの精度で波面歪みを補償する手法である。申請者はこれを実現する技術として、空間光位相変調に対する点光源の応答から、単一開口の波面補償を行うSPGD法に着眼した。つまり従来法の観測対象を地表面に拡張し、さらに合成開口望遠鏡の波面補償をも可能とする、新手法を提案する。そして、実験室規模の合成開口望遠鏡を構築し、MEMS空間光位相変調を用い、提案手法を実証する。
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| Outline of Final Research Achievements |
The purpose of this study is to establish a wavefront control method for realizing on-orbit synthetic aperture telescopes. We proposed a modal decomposed stochastic parallel gradient descent (SPGD) algorithm for sequential wavefront control of a synthetic aperture telescope based on an evaluation metric defined from the measured scene structures. Numerical simulations and testbed experiments demonstrated that the proposed approach allowed us to achieve diffraction-limited imaging performance in synthetic aperture imaging systems.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では、多変数最適化手法であるSPGDアルゴリズムを波面補正素子制御に応用し、波面センサレス補償光学手法を確立した。最適化の際に、波面収差を直交関数列で展開するモード分解手法を導入し、収束の安定化と高速化を達成した成果は、本手法を時定数の短い大気擾乱の補償などにも応用できることを示唆した。提案手法によって実現した合成開口望遠鏡システムが静止軌道に配置されれば、数メートル級の地表面分解能において、指定した陸海域の常時および即時観測が可能になり、従来にない地球観測機能を得ることができる。
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Report
(3 results)
Research Products
(6 results)
