2017 Fiscal Year Annual Research Report
Heterodyne type Optical Interferometer
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16K13790
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| Research Institution | National Astronomical Observatory of Japan |
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Principal Investigator |
木内 等 国立天文台, チリ観測所, 准教授 (90358911)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 光干渉計 / 光ヘテロダイン / フォトニックマイクロウエーブ / 光ファイバ結合 / 相関処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光領域においてヘテロダイン周波数変換技術を確立できれば、電波干渉計のように光を波として受信し、位相情報を用いることで複数の望遠鏡で受信した信号を掛け合わせて実効的に大きな口径の望遠鏡を合成でき高角度分解能化が期待できる。さらに光ファイバ部品で全て構成が可能な場合、光軸アライメントの必要がなくなり、望遠鏡部と相関処理部を独立したシステムとして構成できるため大型望遠鏡への応用が期待できる。光領域においてもヘテロダイン周波数変換が可能な場合、干渉のためのコヒーレンス長を周波数変換比分だけ長くすることが可能となり、低周波でのサンプリング後に相関（フリンジ）検出が行え、光の位相も測定対象になるため高角度分解能が望める。また、マイクロ波まで周波数を落とせるので、高周波数分解能での光スペクトル解析を行うことができる。
共通光雑音を狭帯域レーザ光で独立に周波数変換し、相関を得ることに成功した。
次にヘテロダイン方式光干渉計の実現性を探るため、太陽を観測対象とし、昨年度より一回り大きな２つのコリメータレンズを集光器とし、高感度光検出器と小型パンチルト追尾駆動系を有した光干渉計を製作した。これに必要な太陽のプログラム追尾の高精度化、地球回転で生じる相関フリンジ周波数・加速度・遅延追尾計算システムを開発した。
アナログ的にフリンジ回転補正を試みたが雑音同士の相関が大きく真の相関との分離が不十分であることが判明した。そこで計画を拡張しデジタル的にフリンジ回転補正・積分が可能なＸＦタイプの相関処理システムを導入した。
これを用いた実験を行い相関フリンジと考えられる信号を検出したが、更なる広帯域化作業中に高感度光検出器の静電破壊が生じてしまった。上記の得られた信号が相関フリンジである確証を得る必要があるため、新たな高感度光検出器を内部予算で購入し、検証を行うことで真の相関である確証を得た後に論文化を行う。
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