| 研究課題/領域番号 |
22K03673
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分16010:天文学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
峰崎 岳夫 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任教授 (60292835)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2024年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2023年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
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| キーワード | 補償光学 / レーザーガイド星 / レーリー散乱 / ライダー / ToF測距 / ToF |
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| 研究開始時の研究の概要 |
地球大気の屈折率揺らぎによる天体像の乱れを補正し、光赤外線望遠鏡の光学限界角度分解能を引き出す補償光学技術のためには、大気上空にレーザーを打ち上げて人工的な参照光源を構築するレーザーガイド星が重要であるが、レーザー光源が極めて高価で普及の妨げとなっている。そこで本研究課題では市販の安価なパルスレーザーを利用したレーザーガイド星の技術確立のため、 地上付近に安全な空間を確保し、地表大気層レーリーレーザーガイド星実験を遂行する。技術的には測距に time of flight 方式を採用するライダーと親和性が高く、また本研究の成果は将来的には移動体光通信の伝搬特性向上への応用も期待できる。
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| 研究実績の概要 |
望遠鏡口径のもつ回折限界角度分解能を実現する補償光学技術はいまや大型望遠鏡に必須の装備となっているが、その性能を発揮できる天域が全天のごく一部に限られるという課題があった。レーザーガイド星の技術によってこれを解決できるが、大型望遠鏡で実用化されている大気ナトリウム層の励起発光を利用したレーザーガイド星は光源に特注の極めて高価な製品が必要であり、システム導入上の大きな課題となっている。本研究では安価なパルスレーザーのレーリー後方散乱とレンジゲート機構によって実効的に高度10-20kmの人工光源として調整する、レーリーレーザーガイド星システムの基礎技術の習得を目的とし、パルスレーザーを使ったレンジゲート機構を製作し、特定の距離においたターゲットによる反射や自由空間大気のレーリー後方散乱による帰還光を確認する屋外実験を行う。今年度は現代的な機材によるレンジゲート機構の調査を継続した。現在実用化されているレーリーレーザーガイド星システムではポッケルスセルという電気光学変調器により光路を高速に遮蔽・透過を切り替える機構が使われている。一方でイメージインテンシファイアという光電映像増強管により高速に増幅・非増幅を切り替える機構や、自動運転のためのレーザー測距のために複数の電子機器メーカーが開発中の SPAD イメージセンサーを比較検討した。レンジゲート機構の簡素化という観点から SPAD イメージセンサーがもっとも優れているが、残念ながら十分に広視野・高速なものは市販されておらず、高機能なイメージインテンシファイアは高価で経年劣化の問題もある。そこで SPAD イメージセンサーは今後も継続して調査することとして、実験にはポッケルスセルを利用することに決定した。複数製品を比較検討して機種を定めた。こののち実験に必要な諸機材の調達を開始した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
申請よりも大きく減額されて予算措置がなされたため、費用圧縮のためにレーザー光源やレンジゲート機構の再調査の必要があった。このさい、レンジゲート機構の一方式の キーデバイスである SPAD イメージセンサーは、これが利用できれば画期的な方式となり得るが十分な性能のものが市販されておらず入手できなかった。そこでレンジゲート機構のシステム調査をぎりぎりまで延長することにした。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでにレンジゲート機構のデバイスとしてポッケルスセルを選び、機種選定を行った。今後は実験機材の設計を行い、必要な機材を調達して（一部調達を開始している）システムとして組み上げて、屋内実験ののち屋外実験を行う予定である。
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