大型宇宙望遠鏡光学試験への適用を目指した新しい波面縫い合わせ計測法の開発

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23654066
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 金田 英宏 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (30301724)
• Keywords: 宇宙赤外線望遠鏡 / 波面縫い合わせ測定 / 光学干渉計測定

Research Abstract

昨年度に引き続き、筑波宇宙センター6 ｍチャンバー試験棟において、90 cm口径の望遠鏡と、30 cm口径の平面鏡を用いた波面縫い合わせ実験を行った。具体的な作業として、まずは、高精度平面鏡、および、低精度平面鏡を用いた波面縫い合わせ測定を実施し、両試験結果の差から、平面鏡の面精度が低いときに生じる測定誤差の影響を評価した。次に、平面鏡を自転させながら、望遠鏡光軸に対して公転させる方法で、望遠鏡の全波面データを取得し、本研究で提案する新しいアイデアを導入した測定を実施した。それと平行して、波面縫い合わせソフトの開発を進め、アルゴリズムの改良を行った。
新しいアイデアを導入した測定を実施した結果、平面鏡の回転移動に伴って微小に変化するチルトを正しく測定できず、波面縫い合わせ結果に系統誤差が乗るという問題が発覚した。そのため、平面鏡を自転させる回転ステージ上にモニター用の小型ミラーを2方向に設置し、回転に伴って発生する2軸の微小チルトをモニターできるようにした。そのチルト量を考慮する計算アルゴリズムに改良し、測定を行った結果、平面鏡の面精度が低いことによって生じる波面縫い合わせ誤差を大幅に軽減できることが分かった。
以上の成果を米国で行われた国際会議の集録や、国内の学会などで報告した。

Research Products

• [Journal Article] Manufacturing and optical testing of 800 mm lightweight all C/SiC optics (2013)
  • Author(s): H. Kaneda, M. Naitoh, T. Nakagawa, T. Imai, H. Katayama, M. Suganuma, Y. Tange, R. Sato, K. Enya, M. Kotani, K. Maruyama, T. Onaka, T. Kokusho
  • Journal Title: Proceedings of the SPIE Volume: Vol.8837, 88370I Pages: 1-10
  • DOI: 10.1117/12.2025259
• [Journal Article] Quality evaluation of spaceborne SiC mirrors (I): analytical examination of the effects on mirror accuracy by variation in the thermal expansion property of the mirror surface (2013)
  • Author(s): Kotani, M., Imai, T., Katayama, H., Yui, Y., Tange, Y., Kaneda, H., Nakagawa, T., Enya, K.
  • Journal Title: Applied Optics Volume: 52 Pages: 4797-4805
  • DOI: 10.1364/AO.52.004797
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cryogenic silicon carbide mirrors for infrared astronomical telescopes: lessons learnt from AKARI for SPICA (2013)
  • Author(s): Onaka, T., Kaneda, H., Kawada, M., Enya, K., Nakagawa, T.
  • Journal Title: Proceedings of the SPIE Volume: 8837 Pages: 88370K.1-7
  • DOI: 10.1117/12.2026662
• [Journal Article] Quality Evaluation of Spaceborne SiC Mirrors (II): evaluation technology for mirror accuracy using actual measurement data of samples cut out from a mirror surface (2013)
  • Author(s): Kotani, M., Imai, T., Katayama, H., Yui, Y., Tange, Y., Kaneda, H., Nakagawa, T., Enya, K.
  • Journal Title: Applied Optics Volume: 52 Pages: 6458-6466
  • DOI: 10.1364/AO.52.006458
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 大型望遠鏡の光学試験のための新しい波面縫い合わせ法の開発 (2013)
  • Author(s): 國生拓摩、金田英宏、山岸光義、近藤徹、内藤聖貴、今井正、片山晴義、川田光伸、中川貴雄、尾中敬
  • Organizer: 第3回 可視赤外線観測装置技術ワークショップ
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 20131217-20131218
• [Presentation] An experimental study of stitching interferometry for the SPICA telescope (2013)
  • Author(s): Kokusho, T., Kaneda, H., Yamagishi, M., Naitoh, M., Imai, T., Katayama, H., Nakagawa, T., Onaka, T.
  • Organizer: SPICA Science Conference 2013
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 20130618-20130621