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2011 Fiscal Year Final Research Report

Very high dynamic range optics for direct detection of extra-solar planets

Research Project

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Project/Area Number 21360037
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Applied optics/Quantum optical engineering
Research InstitutionNational Astronomical Observatory of Japan

Principal Investigator

NISHIKAWA Jun  国立天文台, 光赤外研究部, 助教 (70280568)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) KUROKAWA Takashi  東京農工大学, 工学研究院, 教授 (40302913)
Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) TAKEDA Mitsuo  電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (00114926)
TAMURA Motohide  国立天文台, 光赤外研究部, 准教授 (00260018)
Project Period (FY) 2009 – 2011
Keywords干渉計測 / 補償光学 / ナル干渉計 / 系外惑星 / 光学赤外線天文学
Research Abstract

We studied an unbalanced nulling interferometer(UNI), adaptive optics, and coronagraphs in order to obtain a very high dynamic range optics for direct detection of extra-solar planets. Aλ/600 rms wavefront correction was made virtually when the accuracy of the adaptive optics wasλ/100 rms thanks to the effect of the UNI, and a noise level of the focal image of the coronagraph was suppressed by more than one order of magnitude. An eight-octant phase mask showed a contrast of 2E-8 with a bandwidth of 10%. A four-quadrant phase mask was shown to function as a stable UNI.

  • Research Products

    (44 results)

All 2012 2011 2010 2009

All Journal Article (15 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (29 results)

  • [Journal Article] Taking the vector vortex coronagraph to the next level for ground-and space-based exoplanet imaging instruments : review of technology developments in the USA, Japan, and Europe(Invited paper)2011

    • Author(s)
      D. Mawet, et al.(43人中28番目にJ. Nishikawa, 36番目にM. Tamura)
    • Journal Title

      Proc. of the Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers

      Volume: 8151 Pages: 815108-1-815108-14

    • DOI

      DOI:10.1117/12.896059

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Speckle noise suppression with unbalanced nulling interferometer in a high-contrast imaging system2011

    • Author(s)
      K. Yokochi, N. Murakami, J. Nishikawa, L. Abe, M. Tamura, A. V. Tavrov, M. Takeda, and T. Kurokawa
    • Journal Title

      Optics EXPRESS

      Volume: 19 Pages: 4957-4969

    • DOI

      DOI:10.1364/OE.19.004957

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A coronagraph system with unbalanced nulling interferometer : progress of wavefront correction2010

    • Author(s)
      J. Nishikawa, K. Yokochi, N. Murakami, L. Abe, T. Kotani, M. Tamura, T. Kurokawa, A. V. Tavrov, M. Takeda, and H. Murakami
    • Journal Title

      Proc. of SPIE

      Volume: 7731 Pages: 401-406

    • DOI

      DOI:10.1117/12.856945

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Polarization interferometric nulling coronagraph for high-contrast imaging2010

    • Author(s)
      N. Murakami, K. Yokochi, J. Nishikawa, M. Tamura, T. Kurokawa, M. Takeda, and N. Baba
    • Journal Title

      Applied Optics

      Volume: 49 Pages: D106-D114

    • DOI

      DOI:10.1364/AO.49.00D106

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Achromatic eight-octant phase-mask coronagraph using photonic crystal2010

    • Author(s)
      N. Murakami, J. Nishikawa, K. Yokochi, M. Tamura, N. Baba, L. Abe
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 714 Pages: 772-777

    • DOI

      DOI:10.1088/0004-637X/714/1/772

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Polarization-interferometric eight-octant phase-mask coronagraph using ferroelectric liquid crystal for exoplanet detection2010

    • Author(s)
      N. Murakami, T. Inabe, T. Komatsu, J. Nishikawa, N. Hashimoto, M. Kurihara, N. Baba, M. Tamura
    • Journal Title

      Proc. of SPIE

      Volume: 7731 Pages: 4E1-4E6

    • DOI

      DOI:10.1117/12.856395

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An eight-octant phase-mask coronagraph for the Subaru, coronagraphic extreme AO(SCExAO) system : system design and expected performance2010

    • Author(s)
      N. Murakami, O. Guyon, F. Martinache, T. Matsuo, K. Yokochi, J. Nishikawa, M. Tamura, T. Kurokawa, N. Baba, F. Vogt, V. Garrel, T. Yoshikawa
    • Journal Title

      Proc. of SPIE

      Volume: 7735 Pages: 331-336

    • DOI

      DOI:10.1117/12.858116

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A coronagraph with an unbalanced nulling interferometer and adaptive optics2010

    • Author(s)
      J. Nishikawa, K. Yokochi, N. Murakami, L. Abe, T. Kotani, M. Tamura, T. Kurokawa, A. V. Tavrov, M. Takeda
    • Journal Title

      Astronomical Society of the Pacific Conference Series

      Volume: 430 Pages: 513-514

    • URL

      http://aspbooks.org/custom/publications/paper/430-0513.html

  • [Journal Article] Eight-octant Phase-mask Coronagraph for Detecting Earth-like Exoplanets around Partially Resolved Stars2010

    • Author(s)
      Murakami, N.; Nishikawa, J.; Yokochi, K.; Tamura, M.; Baba, N.; Hashimoto, N.; Abe, L.
    • Journal Title

      Astronomical Society of the Pacific Conference Series

      Volume: 430 Pages: 510-512

    • URL

      http://aspbooks.org/custom/publications/paper/430-0510.html

  • [Journal Article] SPICA Coronagraph2010

    • Author(s)
      Enya, K.; Kotani, T.; Nakagawa, T.; Kataza, H.; Komatsu, K.; Uchida, H.; Haze, K.; Higuchi, S.; Miyata, T.; Sako, S.; Nakamura, T.; Yamashita, T.; Narita, N.;(32人中14番目Tamura, M.; 15番目Nishikawa, J.)
    • Journal Title

      Astronomical Society of the Pacific Conference Series

      Volume: 430 Pages: 284-290

    • URL

      http://aspbooks.org/custom/publications/paper/430-0284.html

  • [Journal Article] Achromatic deep nulling with a three-dimensional Sagnac interferometer2009

    • Author(s)
      Yokochi, K., Tavrov, V., A., Nishikawa, J., Murakami, N., Abe, L., Tamura, M., Takeda, M., Kurokawa, T.
    • Journal Title

      Optics Letters

      Volume: 34 Pages: 1985-1987

    • DOI

      DOI:10.1364/OL.34.001985

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Polarimetric stellar interferometry by use of birefringent retarders2009

    • Author(s)
      Murakami, N., Ohishi, N., Nishikawa, J., Yoshizawa, M.
    • Journal Title

      Applied Optics

      Volume: 48 Pages: 5774-5781

    • DOI

      DOI:10.1364/AO.48.005774

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Coronagraph Methods on Precise Wavefront Compensation(UNI-PAC) and Deep Achromatic Nulling, Exoplanets and disks : their formation and diversity2009

    • Author(s)
      Nishikawa, J., Yokochi, K., Murakami, N., Abe, L., Kotani, T., Tamura, M., Kurokawa, T., Tavrov, A. V., Takeda M.
    • Journal Title

      AIP Conf. Proc

      Volume: 1158 Pages: 365-368

    • DOI

      DOI:10.1063/1.3215897

  • [Journal Article] Development of fourth-order nulling coronagraphs for partially resolved stars, Exoplanets and disks : their formation and diversity2009

    • Author(s)
      Murakami, N., Yokochi, K., Nishikawa, J., Tamura, M., Baba, N., Uemura, R., Hashimoto, N., Abe, L., Tavrov, A. V., Kurokawa, T., Takeda M.
    • Journal Title

      AIP Conf. Proc

      Volume: 1158 Pages: 397-398

    • DOI

      DOI:10.1063/1.3215908

  • [Journal Article] HiCIAO : A High-contrast Instrument for the Next Generation Subaru Adaptive Optics, Exoplanets and disks : their formation and diversity2009

    • Author(s)
      Suzuki, R., Tamura, M., Suto, H., Morino, J.-I., Hashimoto, J., Kudo, T., Kandori, R., Murakami, N., Nishikawa, J., 他13名
    • Journal Title

      AIP Conf. Proc

      Volume: 1158 Pages: 293-298

    • DOI

      DOI:10.1063/1.3215872.

  • [Presentation] 非対称ナル干渉と補償光学を融合した系外惑星直接検出のための超高コントラスト撮像法(5)2012

    • Author(s)
      西川淳、田村元秀、横地界斗、黒川隆志、村上尚史、ABE Lyu、小谷隆行、村上浩、TAVROV Alexander、武田光夫
    • Organizer
      日本天文学会2012年春季年会
    • Place of Presentation
      龍谷大学(京都府)
    • Year and Date
      2012-03-21
  • [Presentation] IRDチーム赤外ドップラー分光器の光ファイバーリンクと光周波数コム較正光源(2)2012

    • Author(s)
      西川淳、田村元秀、周藤浩士、西山正吾、森野潤一、神戸栄治、泉浦秀行、水野陽介、井上真嘉、柏木謙、黒川隆志、權靜美、末永拓也
    • Organizer
      日本天文学会2012年春季年会
    • Place of Presentation
      龍谷大学(京都府)
    • Year and Date
      2012-03-21
  • [Presentation] 系外惑星直接撮像のための高コントラスト光学系の研究・初段補償光学による干渉計内部の波面補正2012

    • Author(s)
      堀江正明、大矢正人、西川淳、田村元秀、藤井紫麻見、村上尚史、ABE Lyu、黒川隆志、村上浩
    • Organizer
      日本天文学会2012年春季年会
    • Place of Presentation
      龍谷大学(京都府)
    • Year and Date
      2012-03-20
  • [Presentation] 系外惑星直接観測のためのコロナグラフにおけるダークゾーン法を併用した補償光学制御法2012

    • Author(s)
      大矢正人、堀江正明、西川淳、田村元秀、藤井紫麻見、ABE Lyu、村上尚史、黒川隆志、小谷隆行、村上浩
    • Organizer
      日本天文学会2012年春季年会
    • Place of Presentation
      龍谷大学(京都府)
    • Year and Date
      2012-03-20
  • [Presentation] 4分割位相マスクによる非対称ナル干渉計2012

    • Author(s)
      小林拓自,西川淳,田中洋介,黒川隆志,柏木兼,村上尚史,馬場直志,橋本信幸
    • Organizer
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都)
    • Year and Date
      2012-03-18
  • [Presentation] IRDチーム赤外線ドップラー分光器の光ファイバーリンクと光周波数コム較正光源2011

    • Author(s)
      西川淳、田村元秀、周藤浩士、西山正吾、森野潤一、神戸栄治、泉浦秀行、水野陽介、井上真嘉、柏木謙、黒川隆志、權靜美、末永拓也
    • Organizer
      日本天文学会2011年春季年会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県)
    • Year and Date
      2011-09-20
  • [Presentation] High Contrast Imaging Testbed(HCIT)を用いた8分割フォトニック結晶マスクコロナグラフの実証実験2011

    • Author(s)
      村上尚史、西川淳、W. A. Traub、D. Mawet、D. C. Moody、B. D. Kern、J. T. Trauger、E. Serabyn、田村元秀、馬場直志、村上浩
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県)
    • Year and Date
      2011-09-20
  • [Presentation] 系外惑星直接観測のための干渉光学システム2011

    • Author(s)
      堀江正明、藤井紫麻美、西川淳
    • Organizer
      日本天文学会2011年春季年会
    • Place of Presentation
      つくば大学(茨城県)
    • Year and Date
      2011-03-18
  • [Presentation] 立体サニャック干渉計による白色光ナリング2011

    • Author(s)
      西村透、横地界斗、黒川隆志、西川淳、田村元秀、Alexandre Tavrov、武田光夫、村上浩
    • Organizer
      日本天文学会2011年春季年会
    • Place of Presentation
      つくば大学(茨城県)
    • Year and Date
      2011-03-17
  • [Presentation] 系外惑星直接観測のための干渉光学システム(招待講演)2011

    • Author(s)
      横地界斗,黒川隆志,西川淳
    • Organizer
      レーザ学会学術講演会第31回年次大会
    • Place of Presentation
      電気通信大学(東京都)
    • Year and Date
      2011-01-10
  • [Presentation] 非対称ナル干渉法と高コントラスト撮像法2011

    • Author(s)
      西川淳,田村元秀,横地界斗,黒川隆志,村上尚史, ABE Lyu,小谷隆行,村上浩, TAVROV Alexander,武田光夫
    • Organizer
      第11回宇宙科学シンポジウム
    • Place of Presentation
      宇宙航空開発研究機構/宇宙科学研究本部(神奈川県)
    • Year and Date
      2011-01-06
  • [Presentation] 太陽系外惑星直接観測のための干渉光学システム2010

    • Author(s)
      横地界斗,黒川隆志,西川淳
    • Organizer
      第7回東京農工大学・電気通信大学合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      電気通信大学(東京都)
    • Year and Date
      2010-12-11
  • [Presentation] SPICA coronagraph for the detection and characterization of exo-planets2010

    • Author(s)
      Enya, Keigo, et al(33人中14番目Tamura, M.; 15番目 Nishikawa, J.)
    • Organizer
      38th COSPAR Scientific Assembly
    • Place of Presentation
      Bremen(Germany)
    • Year and Date
      2010-07-15
  • [Presentation] SPICA Capability for Studying Transiting Exoplanets2010

    • Author(s)
      Narita, Norio, et al(35人中16番目Tamura, M.; 17番目Nishikawa, J.)
    • Organizer
      38th COSPAR Scientific Assembly
    • Place of Presentation
      Bremen(Germany)
    • Year and Date
      2010-07-15
  • [Presentation] TMTと光赤外線干渉計:超高角分解能・コントラスト観測によるサイエンス2010

    • Author(s)
      小谷隆行,西川淳,大石奈緒子,高見英樹
    • Organizer
      日本天文学会2010年春季年会
    • Place of Presentation
      広島大学(広島県)
    • Year and Date
      2010-03-27
  • [Presentation] 非対称ナル干渉と補償光学を融合した系外惑星直接検出のための超高コントラスト撮像法(4)2010

    • Author(s)
      西川淳,田村元秀,横地界斗,黒川隆志,村上尚史, ABE Lyu,小谷隆行,村上浩, TAVROV Alexander,武田光夫
    • Organizer
      日本天文学会
    • Place of Presentation
      広島大学(広島県)
    • Year and Date
      2010-03-25
  • [Presentation] 8分割フォトニック結晶マスクコロナグラフの性能評価2010

    • Author(s)
      村上尚史,西川淳,田村元秀,横地界斗,黒川隆志,馬場直志, ABE Lyu,村上浩
    • Organizer
      日本天文学会2010年春季年会
    • Place of Presentation
      広島大学(広島県)
    • Year and Date
      2010-03-25
  • [Presentation] High dynamic range coronagraph system for direct detection of exo-planets2010

    • Author(s)
      Yokochi, K., Nishikawa, J., Murakami, N., Abe, L., Kotani, T., Tamura, M., Tavrov, V., A., Takeda, M., Kurokawa, T.
    • Organizer
      第6回太陽系外惑星大研究会
    • Place of Presentation
      国立天文台(東京都)
    • Year and Date
      2010-01-19
  • [Presentation] Laboratory demonstrations of liquid-crystal eight-octant phase-mask coronagraph2010

    • Author(s)
      村上尚史,稲辺剛,小松智彦,西川淳,橋本信幸,栗原誠,馬場直志,田村元秀
    • Organizer
      第6回太陽系外惑星大研究会
    • Place of Presentation
      国立天文台(東京都)
    • Year and Date
      2010-01-19
  • [Presentation] 系外惑星直接観測のための高ダイナミックレンジコロナグラフシステム2010

    • Author(s)
      横地界斗,黒川隆志,西川淳,田村元秀,村上尚史, ABE Lyu,小谷隆行,村上浩, TAVROV Alexander,武田光夫
    • Organizer
      第10回宇宙科学シンポジウム
    • Place of Presentation
      宇宙航空開発研究機構/宇宙科学研究本部(神奈川県)
    • Year and Date
      2010-01-08
  • [Presentation] 系外惑星探査のための8分割位相マスクコロナグラフ2010

    • Author(s)
      村上尚史,横地界斗,西川淳,田村元秀,馬場直志,稲辺剛,橋本信幸,栗原誠, ABE Lyu,村上浩
    • Organizer
      第10回宇宙科学シンポジウム
    • Place of Presentation
      宇宙航空開発研究機構/宇宙科学研究本部(神奈川県)
    • Year and Date
      2010-01-08
  • [Presentation] JTPFワーキンググループ、地球型系外惑星探査ミッション2010

    • Author(s)
      田村元秀、西川淳、オリビエギヨン、小久保英一郎、芝井広、深川美里、村上浩、中川貴雄、片坐宏一、塩谷圭吾、馬場直志、村上尚史, 他
    • Organizer
      第10回宇宙科学シンポジウム
    • Place of Presentation
      宇宙航空開発研究機構/宇宙科学研究本部(神奈川県)
    • Year and Date
      2010-01-08
  • [Presentation] Eight-octant phase-mask coronagraph for detecting Earth-like exoplanets around partially resolved stars2009

    • Author(s)
      Murakami, N., Nishikawa, J., Yokochi, K., Tamura, M., Baba, N., Hashimoto, N., Abe, L.
    • Organizer
      Pathways towards habitable planets
    • Place of Presentation
      Cosmo Caixa, Barcelona, Spain
    • Year and Date
      20090914-18
  • [Presentation] A Coronagraph with an Unbalanced Nulling Interferometer and Adaptive Optics2009

    • Author(s)
      Nishikawa, J., Yokochi, K., Murakami, N., Abe, L., Kotani, T., Tamura, M., Kurokawa, T., Tavrov, A. V., Takeda M.
    • Organizer
      Pathways towards habitable planets
    • Place of Presentation
      Cosmo Caixa, Barcelona, Spain
    • Year and Date
      20090914-01
  • [Presentation] Eight-Octant Phase-Mask Coronagraph by Using Liquid Crystal and Photonic Crystal Devices2009

    • Author(s)
      Murakami, N., Baba, N., Nishikawa, J., Yokochi, K., Tamura, M., Hashimoto, N., Abe, L.
    • Organizer
      OIE' 09 The Eighth Japan-Finland Joint Symposium on Optics in Engineering
    • Place of Presentation
      Morito memorial Hall, Tokyo, Japan
    • Year and Date
      20090903-04
  • [Presentation] High dynamic range optical system for direct detection of exo-planets by unbalanced nulling interferometer and adaptive optics2009

    • Author(s)
      Yokochi, K., Nishikawa, J., Murakami, N., Abe, L., Kotani, T., Tamura, M., Tavrov, V., A., Takeda, M., Kurokawa, T.
    • Organizer
      Conference on Lasers and Electro-Optics(CLEO)
    • Place of Presentation
      Baltimore Convention Center, Baltimore, U. S. A.
    • Year and Date
      20090531-0605
  • [Presentation] 系外惑星直接観測のための高精度波面補償(招待講演)2009

    • Author(s)
      西川淳
    • Organizer
      Optics & Photonics Japan 2009(日本光学会年次学術講演会)
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター(新潟県)
    • Year and Date
      2009-11-25
  • [Presentation] 非対称ナル干渉計と補償光学によるスペックル雑音の低減2009

    • Author(s)
      横地界斗,西川淳,村上尚史,アベリュウ,田村元秀,黒川隆志
    • Organizer
      Optics & Photonics Japan 2009(日本光学会年次学術講演会)
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター(新潟県)
    • Year and Date
      2009-11-25
  • [Presentation] 系外惑星直接観測のための高精度波面補正法を用いた高ダイナミックレンジ光学システム2009

    • Author(s)
      横地界斗,村上尚史,西川淳,アベリュウ,小谷隆行,田村元秀,タブロフアレキサンダー,武田光夫,黒川隆志
    • Organizer
      第56回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      筑波大学(茨城県)
    • Year and Date
      2009-04-01

URL: 

Published: 2013-07-31  

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