アダプティブオプティクス(補償光学)装置の試作研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03554002
• Research Institution: National Astronomical Observatory of Japan
• Principal Investigator: 家 正則 国立天文台, 大型光学赤外線望遠鏡計画推進部, 教授 (30111446)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 市江 更治 浜松ホトニクス, システム事業部, 技術部長 ; 三神 泉 三菱電機通信機製作所, 衛星通信部, 主事 ; 伊藤 昇 三菱電機通信機製作所, 機械技術部, 主幹 ; 関口 真木 国立天文台, 光学赤外線天文学研究系, 助手 (40216528) ; 野口 猛 国立天文台, 光学赤外線天文学研究系, 助教授 (10124679)
• Keywords: 補償光学 / イメージ・スタビライザー / 大気シーイング / コルモゴルフ乱流 / 可変形鏡 / 制御工学 / ドーム・シーイング / ピエゾ駆動素子

Research Abstract

本年度は本研究の最終年度であり、交付申請書の研究実施計画に沿って、以下の研究を行った。
(1)昨年度に構築した波面測定カメラを188cm望遠鏡用アパチャマスキングカメラに搭載し、大気の乱流成分の挙動を測定した。
(2)昨年度より開発を始めた波面測定ビデオデータの解析ソフトを完成させ、7万枚に及ぶ波面データの自動解析を行った。このシステムにより、これまでの解析では統計誤差に埋もれて見過ごされていた干渉フリンジを実測することに成功した。
(3)世界初のドームシーイングモニターを完成させ、岡山天体物理観測所188cm望遠鏡のドーム内外における大気揺らぎの強度と周波数特性の実測を行った。ドーム内部の乱流の寄与はドーム外の寄与の約1/2程度であること、風防スクリーンを用いて風の侵入を抑制するとドーム内部での乱流の高周波成分の強度が減少することが実証された。
(4)昨年度に完成した高速像追尾装置に赤外線カメラを搭載し、赤外域での像追尾装置による波面補償の効果を実測する実験を行った。データの解析を進めている。
(5)高次波面揺らぎを補償するために昨年度より試作を始めた補償鏡を完成させた。補償鏡は、直径50mm、厚さ0.5mmのガラス製で裏面に接着された37本のピエゾ駆動素子により、形状を制御する方式のものである。薄ガラス鏡の研磨・アルミ蒸着・ピエゾ素子の接着を行い、独自の形状可変鏡を完成させた。
(6)昨年度に試作を開始した可変形状補償鏡の駆動装置及び制御系を完成させた。
(7)補償鏡と駆動制御系を制御回路で結んで駆動試験を行った。その結果、鏡面精度0.07λ(rms)を達成していることが確認された。
(8)天体を用いた試験観測を行うには至っていないが、補償光学装置の重要要素の試作は完了した。

Research Products

• [Publications] Iye,Masanori: "Differential Dome Seeing Monitor" Publications of the Astronomical Society of Pacific. 104. 760-767 (1992)
• [Publications] Takato,Naruhisa: "Wavefront Reconstruction Error of Shack-Hartmann Wavefront Sensors" Publications of the Astronomical Society of Pacific. (1993)
• [Publications] Nishikawa,Jun: "Minimum Redundant Aperture Masking Interferometry" Proceeding IAU Symp.158 ¨Very High Angular Resolution Imaging¨. (1993)
• [Publications] 家 正則: "望遠鏡-能動光学と補償光学-" オプトロニクス. 11. 164-170 (1992)
• [Publications] 家 正則: "8m「すばる」望遠鏡計画" 物理学会誌. 47. 269-276 (1992)
• [Publications] 家 正則: "天文学における補償光学" 光学. (1993)
• [Publications] 家 正則: "銀河が語る宇宙の進化" 培風館, 176 (1992)