2021 Fiscal Year Annual Research Report
原子吸光原理を応用した高分解能光学フィルタの超小型探査機搭載実現に向けた研究
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20K20936
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
吉岡 和夫 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 講師 (70637131)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 原子吸光 / 共鳴散乱 / 放射光 / ガラスセル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，超小型探査機に搭載可能な原子吸光フィルタの開発およびその校正システムの確立を目指したものである．このフィルタは，フィラメントを取り付けたガラス製の筒状のセル（ただし両端はMgF2製）に水素分子を封入したものである．この原理を応用すれば，天体周辺の水素ガスの同位体比（D/H）を遠隔的に導出できる．
そこで，本研究では，水素ガスの共鳴散乱原理を用いたランプの開発を目指す．
本年度は，試作した吸収セルに水素ガスを充填しつつ，放射光施設にて吸収特性を評価する手法を確立し，実際にLy-αの吸収を確認した．特に，詳細な波長校正のために，クリプトンガスを500Pa注入したセルを直列に配置することで，クリプトンの116.487nmと123.584nmの吸収波長を確認し，Ly-α輝線の性格な位置を特定することを可能にした．この結果，波長スキャンの効率が飛躍的に向上しSN向上につながり，Ly-α吸収の検出に繋がった．さらに，真空中に設置した移動ステージを用いて光軸に対する吸収セルの位置を変化させることで，Φ35mmの吸収セルの複数個所における吸収安定性を確認することができた．また，試作した吸収セルに対して，イプシロンロケットによる打ち上げを想定した振動試験を施した．搭載機器にも応用可能な固定方法を採用した治具を用いて振動試験機に接続し，120秒間のランダム振動を３軸全てに加えても，真空気密を破るような破損には至らないこと，またフィラメントの断線も生じないことを確認できた．本研究の成果を通して，吸収セルフィルタの搭載可能性を飛躍的に向上できた．
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