2020 Fiscal Year Research-status Report
宇宙からの赤外線分光観測におけるスペクトルの高精度化の研究
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19K03927
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
石原 大助 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 研究開発員 (30507835)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金田 英宏 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (30301724)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 光赤外線天文学 / 半導体検出器 / 惑星系形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、光分散型の分光観測において、スペクトル形状の決定精度を改善する方法を開発する。光分散型分光器 (分光素子で分散した光を多画素のアレイ検出器で受けるタイプ) のデータを解析する際には、(a) 分散光イメージから暗電流や背景放射等のスカイを差し引き、(b) 装置の感度 (感度の波長依存性) を補正する。そのため、これら較正プロセスの精度が、スペクトル形状の決定精度に影響する。とくに、衛星からの光赤外線観測などの、低背景放射環境では、(a) の内、暗電流の寄与が相対的に大きい。(a), (b) それぞれの精度向上を図り、実際の観測において、スペクトル形状を精度良く決定する方法を確立する。
今年度は、「あかり」で取得した分光データを用いて、主に (a) の分散光イメージからの暗電流の差し引き精度の向上に取り組んだ。暗電流の温度依存性のピクセル依存性を精度良く測定し、アレイ検出器上のダークパターンと検出器温度の関係を求め、分光観測中の、検出器温度、そして、分散光が当たっているピクセルで生じている暗電流成分を、精度良く求める方法を模索した。この中で、暗電流の温度依存性のピクセル依存性を、精度良く、ショットノイズレベル以下で抑えることには成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
アレイ検出器における、暗電流量の温度依存性のピクセル依存性を精度良く決めることはできたが、それを利用して、分散光が当たっている部分で生じている暗電流成分を、精度良く求める方法の確立に難航している。
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| Strategy for Future Research Activity |
分散光イメージからの暗電流の差し引き精度の向上の手法の確立と、そのまとめの論文化を行う。
これまでは、観測データから正しい暗電流画像を差し引かないと、分散像にpixel-to-pixelのがたつきが混入し、結果的に解析されたスペクトルに高周波のノイズが乗ることを仮定して、データ処理方法を開発していた。ただしこれでは、暗電流パターンの高周波成分しか利用できず、情報を有効活用できていない。分光画像には (方法確立に使う「あかり」データと同様) 一般的にダーク領域 (マスクされた部分) があると仮定し、ダーク領域を利用し、その観測時の検出器温度、および、分散像部分の暗電流パターンを推定し、差し引く方法を検討する。「あかり」データを使った解析では、暗電流の温度依存性のピクセル依存性は精度良く決めることができたので、これを利用し、分光観測中のマスク部分(ダーク部分)のパターンから、検出器温度、そして、分散光が当たっている部分で生じている暗電流成分を、精度良く求める方法を検討する。
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| Causes of Carryover |
今年度、分光画像からの暗電流差し引き方式をfixできず、大量の「あかり」データへの適用とその評価に進めなかった。次年度、推進方策を改善した上で、計算機と記憶デバイスを強化し、予定していた大量データ処理プロセスに移行する。
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[Journal Article] SPICA Mid-infrared Instrument (SMI): The latest design and specifications2020
Author(s)
Wada T., Kaneda H., Kokusho T., Suzuki T., Morihana K., Tsuchikawa T., Kuroda Y., Ishikawa D., Oyabu S., Isobe N., Ishihara D., et al.
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Journal Title
Proceedings of the SPIE
Volume: 11443
Pages: -
DOI
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