2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study on an achromatic high-contrast polarimetric astronomical observation system using a pupil-remapping optics
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26287026
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
村上 尚史 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80450188)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 光赤外天文学 / 応用光学・量子光工学 / 太陽系外惑星 / コロナグラフ / フォトニック結晶 / 偏光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の目的は、系外惑星（太陽以外の恒星をめぐる惑星）を直接観測するための高コントラスト観測システムを開発することである。これにより、既存の地上大型望遠鏡や将来のスペース望遠鏡での系外惑星探査を目指す。系外惑星を直接観測するためには、観測の妨げとなる明るい主星（恒星）光を強力に除去しなければならない。恒星光を除去する有力な手法として、焦点面位相マスク法が提案されている。焦点面位相マスク法は、望遠鏡瞳が円形であれば、点光源と見なせる恒星を理論上完全に除去することができる。しかしながら、一般的な望遠鏡は、望遠鏡瞳に副鏡とその支持機構の影が映りこんでしまい、これが恒星除去性能を著しく劣化させてしまう。この問題を解決するため、本研究課題では「瞳再配置法」を提案し、その原理実証実験を推進した。
まずH26～27年度に、瞳再配置法の室内シミュレータを構築した。H28年度は、構築したシミュレータを用いた室内実証実験から、瞳再配置法の有用性を定量的に評価した。その結果、瞳再配置法により恒星除去性能が向上すること実証し、また使用した光学素子の収差により性能が制限されていることを示した。光学素子に収差が存在すると、恒星光を強力に除去できず、スペックル状の恒星ノイズが惑星観測を妨げてしまう。この問題を解決するため、本研究課題では、新たな技術「スペックル相関除去法」にもとづく系外惑星の偏光観測法を提案した。H28年度は、計算機シミュレーションにより、系外惑星の偏光観測における光学収差の影響を評価した。さらに、本研究課題のキーデバイスである液晶空間光変調器を用いた偏光観測法、さらには光波面補正により恒星スペックルをアクティブに除去する技術の開発も推進した。
これらの研究成果により、副鏡の影をもつ一般的な望遠鏡においても高い恒星除去性能が得られる観測システム実現に向けた見通しを得ることができた。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] WFIRSTコロナグラフのための偏光補正デバイスの開発2016
Author(s)
村上尚史, 田村元秀, 西川淳, Wesley A. Traub, Hong Tang, John T. Trauger, 住貴宏, 山田亨, WFIRST ワーキンググループ
Organizer
日本天文学会2016年秋季年会
Place of Presentation
愛媛大学（愛媛県松山市）
Year and Date
2016-09-14 – 2016-09-16
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