2022 Fiscal Year Annual Research Report
天体光学応用を目指した幾何学位相回折素子の超高精度化に関する研究
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22H01986
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
小野 浩司 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (10283029)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川月 喜弘 兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (60271201)
坂本 盛嗣 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (60757300)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 偏光 / 回折格子 / 液晶 / 幾何学位相 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
天文光学において天体望遠鏡に利用される補償光学においては、精度向上のため、波長の短い紫外域での偏光制御素子が必要とされている。我々は、光配向性高分子液晶に偏光紫外光を偏光ホログラム等の手法で変調露光して幾何学位相を形成することで偏光素子を形成している。本素子を紫外線領域で使用できるようにするため、光配向性高分子液晶における官能基密度を最適化し、紫外線劣化の生じない素子の形成に成功し、補償光学用途に使える偏光制御素子の形成に成功した。
天文光学におけるコロナグラフに使用されるq-plateは赤外域での使用が想定されている。そこでこれまで可視域で検討してきた光配向性高分子液晶を用いた幾何学位相素子を赤外域に拡張することの検討を開始した。近赤外機においては、十分な位相差を稼ぐため、石英基板上に形成した光配向層上に光重合性の液晶材料層を形成し、回折効率がほぼ１００％の素子の形成に成功した。さらに、中赤外、遠赤外域での素子を形成するため、基板材料の検討を行い、フッ化バリウム基板が波長11μm近辺まで透過率９０％以上であり、中赤外、遠赤外での幾何学位相回折素子の形成に適していることを見出した。また、液晶材料の赤外スペクトルの測定を行い、中赤外、遠赤外でも幾何学位相を形成出来ることを確認した。
精度の向上については、まず幾何学位相回折格子を形成する際の偏光干渉露光法において、２光波の強度、偏光楕円率、波面精度、が素子の精度に及ぼす影響について、理論およびシミュレータを作成し、精度向上に向けて必要な因子について確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
天文光学における補償光学およびコロナグラムにそれぞれ必要な、紫外域において紫外域で使用出来る材料を見出し素子の作成に成功しており、赤外域では使用出来る材料の選定を終えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
コロナグラフに必要な赤外域での幾何学位相回折素子(q-plate)を形成する。さらに、おのおのの素子の精度を究極まで高めるため、変形可変鏡を組み込んだ偏光干渉露光光学系を構築し、波面補正を行いつつの露光を検討する。
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