2014 Fiscal Year Annual Research Report
地球型系外惑星直接検出のための高消光ダブル波面計測制御光学系の研究
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24360029
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| Research Institution | National Astronomical Observatory of Japan |
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Principal Investigator |
西川 淳 国立天文台, 光赤外研究部, 助教 (70280568)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 応用光学・量子光工学 / 超精密計測 / 波面センシング / 補償光学 / ナリング干渉計 / 惑星探査 / 系外惑星 / 光学赤外線天文学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、カメラの露光時間の長い極微弱光下において、10 桁消光できる地球型系外惑星の直接観測装置を開発し、望遠鏡搭載の目処を得ることにある。望遠鏡全体で生じる波面誤差と、コロナグラフ（恒星光を消光して惑星光を検出する光学系）で生じる波面誤差を計測し、それらを効果的に制御できる、高消光なダブル波面計測制御光学系を新たに開発する。
本研究では、望遠鏡、可変形鏡１、前置コロナグラフ、可変形鏡２、主コロナグラフ、最終焦点面検出器、で構成される光学系における、超高精度な波面計測法と可変形鏡の制御法を探求した。当初の制御光学系では、前置コロナグラフ内部の波面誤差を可変形鏡１とその波面センサーによって除去できなかった。それは、焦点面マスク交換装置を２つのコロナグラフに導入することで解決し、制御性が向上することを見出した。可動の光学素子交換装置の信頼性は、NASAの衛星であれば十分高いと考えられる。これにより、主コロナグラフのマスクを退避すれば、望遠鏡と前置コロナグラフの波面誤差を可変形鏡１で、主コロナグラフのマスクを挿入した時は、主コロナグラフの波面誤差を可変形鏡１＋２で、どちらの場合も最終焦点面検出器だけで計測制御が可能である。そして、可変形鏡１に付随する波面センサーを撤廃でき、搭載機器としても洗練された構成となった。
焦点面波面センシングによる可変形鏡の制御によって高いコントラストを得るダークホール法においては、Speckle Area Nulling (SAN) 法を開発した。本法は、光学モデルによる数値の補助を必要としないSpeckle Nulling法と、広い面積を速く制御するElectric Field Conjugation法の、両方の利点を備える新しい方法である。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(11 results)
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[Journal Article] A coronagraph system with unbalanced nulling interferometer: progress of optics and control method2014
Author(s)
J. Nishikawa, M. Oya, M. Horie, K. Sato, M. Fukase, N. Murakami, T. Kotani, S. Kumagai, M. Tamura, Y. Tanaka, T. Kurokawa
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Journal Title
Proc. SPIE
Volume: 9143
Pages: 91433A(6pp)
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Adaptive optics operation with focal wavefront sensor in a coronagraph for direct observation of exoplanets2014
Author(s)
M. Oya, J. Nishikawa, M. Horie, K. Sato, M. Fukase, N. Murakami, T. Kotani, S. Kumagai, M. Tamura, Y. Tanaka, T. Kurokawa
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Journal Title
Proc. SPIE
Volume: 9143
Pages: 91433B(6pp)
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Recent progress on phase-mask coronagraphy based on photonic-crystal technology2014
Author(s)
Murakami, N., J. Nishikawa, M. Tamura, E. Serabyn, W. A. Traub, K. M. Liewer, D. C. Moody, J. T. Trauger, O. Guyon, F. Martinache, N. Jovanovic, G. Singh, F. Oshiyama, H. Shoji, M. Sakamoto, S. Hamaguchi, K. Oka, and N. Baba
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Journal Title
Proc. SPIE
Volume: 9143
Pages: 914334(8pp)
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Recovery of the Candidate Protoplanet HD 100546 b with Gemini/NICI and Detection of Additional (Planet-induced?) Disk Structure at Small Separations2014
Author(s)
T. Currie, T. Muto, T. Kudo, M. Honda, T. D. Brandt, C. Grady, M. Fukagawa, A. Burrows, M. Janson, M. Kuzuhara, M. W. McElwain, K. Follette, J. Hashimoto, T. Henning, R. Kandori, N. Kusakabe, J. Kwon, K. Mede, J.-i. Morino, J. Nishikawa, T.-S. Pyo, G. Serabyn, T. Suenaga, Y. Takahashi, J. Wisniewski, and M. Tamura
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Journal Title
Astrophysical Journal Letters
Volume: 796
Pages: L30(6pp)
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Dark-hole control without modeling and enhanced extinction by pre-DM and pre-coronagraph2014
Author(s)
J. Nishikawa, N. Murakami, M. Oya, K. Sato, M. Horie, T. Kurokawa, Y. Tanaka, M. Tamura, T. Kotani, S. Kumagai
Organizer
Wide-field InfraRed Surveys: Science and Techniques
Place of Presentation
Pasadena Hilton, (Pasadena, USA)
Year and Date
2014-10-17 – 2014-10-20
