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2012 Fiscal Year Annual Research Report

セグメント型望遠鏡のための共通光路シアリングナル干渉計の開発

Publicly Offered Research

Project AreaNew Frontiers of Extrasolar Planets: Exploring Terrestrial Planets
Project/Area Number 24103501
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

村上 尚史  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80450188)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Keywords光赤外線天文学 / 応用光学・量子光工学 / 惑星探査
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、Thirty Meter Telescopeなど、次世代30m級望遠鏡の圧倒的な解像度と集光力による太陽系外惑星探査を目指す。そのための観測装置として、恒星光を強力に除去して暗い惑星光を検出する高コントラスト装置SPLINE (Savart-Plate Lateral-shearing Interferometric Nuller for Exoplanets)の開発を目的とする。既に開発中のSPLINEをさらに発展させ、より高いコントラスト(8桁レベル)が実現可能な観測システムの構築を目指している。
平成24年度は、SPLINE光学系アライメントの高精度・高安定化を行った。その結果、室内実証試験において、広い波長帯域をもつ白色光源で高いコントラスト(望遠鏡の解像度の2倍の離角において5桁以上)と、高い安定性(3時間にわたって安定に恒星モデル光を除去)を実証した。また、SPLINEの弱点として、偏光素子を利用しているために装置スループットが低いという問題があった。そこで、装置スループットを改善するため、偏光分離素子を導入した2チャンネル光学系を提案し、室内試験により原理実証を実施した。
これまでの実証試験では、SPLINEに使用する光学素子の面精度が悪いために光波面が乱されてしまい、恒星光を完全に除去することができなかった。申請当初は、この問題を解決するため、光ファイババンドルによる光波面のクリーン化を検討していた。しかしながら、光波面乱れの問題を解決するより効果的な手法として、連携研究者の松尾太郎氏を中心に、光波干渉技術による光波面測定法を提案した。平成24年度は、提案した光波面測定法の実証試験機を設計・構築を行い、実証試験に着手した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

現在までに、SPLINE光学系の高精度・高安定化により、高いコントラストと波長非依存性、高い安定性の実証に成功している。また、SPLINEにおける光波面乱れの問題を解決するために新たに提案した光波面測定法により、可変形鏡などのハードウェアによる補正、ポストプロセスなどのソフトウェアによる補正の両面からコントラストの向上が期待される。平成24年度に、光波面測定のための光学系の設計と試験機の構築が完了しており、実証試験にも着手しつつある。以上のことから、おおむね順調に進展していると言える。

Strategy for Future Research Activity

今後は、SPLINEの実証試験により、より高効率且つ高コントラストの達成を目指す。まず、2チャンネルSPLINE光学系では、より精度の高い方解石偏光分離素子を導入する。これにより、2チャンネル光学系がよりシンプルに構築でき、理論上より高いコントラストを実現可能である。また、提案した光波面測定法の実証試験を推進し、まずはポストプロセスによるコントラスト改善を目指す。さらに、可変形鏡や液晶光変調器などによる光波面制御により、乱れた光波面を補正するための技術も検討する。

  • Research Products

    (7 results)

All 2012

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Can ground-based telescopes detect the Oxygen 1.27 micron absorption feature as a biomarker in exoplanets?2012

    • Author(s)
      H. Kawahara
    • Journal Title

      Astrophysical Journal

      Volume: 758 Pages: 13

    • DOI

      10.1088/0004-637X/758/1/13

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Second-Earth imager for TMT (SEIT)2012

    • Author(s)
      T. Matsuo
    • Journal Title

      Proceedings of the SPIE

      Volume: 8446 Pages: 84461K~84461K-8

    • DOI

      DOI: 10.1117/12.926039

  • [Journal Article] Development of the Savart-plate lateral-shearing interferometric nuller for exoplanet (SPLINE)2012

    • Author(s)
      N. Murakami
    • Journal Title

      Proceedings of SPIE

      Volume: 8446 Pages: 84468H~84468H-8

    • DOI

      10.1117/12.925605

  • [Presentation] セグメント型望遠鏡のためのサバール板シヤリング・ナル干渉計の開発2012

    • Author(s)
      木田学武
    • Organizer
      日本天文学会2012年秋季年会
    • Place of Presentation
      大分大学(大分県)
    • Year and Date
      2012-09-19 – 2012-09-21
  • [Presentation] 高コントラスト観測のための3次元波面測定装置の提案2012

    • Author(s)
      松尾太郎
    • Organizer
      日本天文学会2012年秋季年会
    • Place of Presentation
      大分大学(大分県)
    • Year and Date
      2012-09-19 – 2012-09-21
  • [Presentation] Second-Earth imager for TMT (SEIT)2012

    • Author(s)
      T. Matsuo
    • Organizer
      SPIE Conference: Astronomical Telescopes + Instrumentation
    • Place of Presentation
      Amsterdam RAI Convention Center (Netherland)
    • Year and Date
      2012-07-01 – 2012-07-06
  • [Presentation] Development of the Savart-plate lateral-shearing interferometric nuller for exoplanet (SPLINE)2012

    • Author(s)
      N. Murakami
    • Organizer
      SPIE Conference: Astronomical Telescopes + Instrumentation
    • Place of Presentation
      Amsterdam RAI Convention Center (Netherland)
    • Year and Date
      2012-07-01 – 2012-07-06

URL: 

Published: 2018-02-02  

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