2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a corrector lens of the K-EUSO space telescope for UHECR observation
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19H01915
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
滝澤 慶之 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 専任研究員 (70312246)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
榊 直人 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 協力研究員 (90342790)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 最高エネルギー宇宙線 / フレネルレンズ / 大型プラスチックレンズ / 大型レンズ製造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
K-EUSOは、4×10^19 eV以上付近で、地上観測装置のデータと比較・評価できるように同程度以上の高い年間 露出量を維持する必要がある。このエネルギー付近では、宇宙線が作る近紫外線蛍光光の光量も少なくなるためレンズの効率に大きく依存する。本研究では2つの課題を実施した。
課題1では、K-EUSO用に開発した光線追跡シミュレーションを用いたレンズの製造による光量ロスの評価と観測性能の評価を行い、レンズ製造で許される光量ロスの量を明らかにし、製造精度要求値を2019年度に決定した。
課題2では、課題1で求めた要求値を満たすレンズ2枚を、2019年度と2020年度の2年間で製造(大型旋盤による形状加工と表面研磨処理)する。製造手順は、ダイアモンドバイトを用いた 大型旋盤により、レンズの非球面形状を精密に作製したあと、その表面を研磨しダイアモンドバイトによる切削痕を平滑化を行った。
今年度の研究は、最終年度として製作した2枚のレンズを用いて光学系の光学特性評価を行うことである。コロナ禍のため、2020年度実施予定であったレンズ製作（2枚目）は、予算を繰越し2021年度に実施した。2021年度もコロナ禍の影響大きく受けたが、レンズ製作（2枚目）は、2022年3月に終了した。2022年3月に光学系の光学特性評価を行った。光軸付近を405nmレーザーを用いて評価を行い、設計通りの屈折角と透過光量であることを確認した。研究は、計画研究代表者と1名の研究分担者(榊直人、理化学研究所・計算宇宙物理研究室)とで実施した。研究代表者は、全体の統括と課題2のレンズ製造(大型旋盤での加工、研磨)を担当した。研究分担者は、課題1に関連した光学シミュレーションを担当した。製造したレンズの光学評価と研磨は、研究代表者と研究分担者の共同で行った。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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