| 研究課題/領域番号 |
24K21553
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分16:天文学およびその関連分野
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
國生 拓摩 名古屋大学, 理学研究科, 講師 (60803442)
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| 研究期間 (年度) |
2024-06-28 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2025年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2024年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 干渉計 / CGH / 自由曲面鏡 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
将来のスペース望遠鏡には、軽量かつコンパクトな条件下で広視野光学系を実現するため自由曲面鏡が必須である。このような鏡の面形状の評価にはComputer Generated Hologram (CGH)干渉計が有用だが、異なる鏡面ごとに専用のCGHが必要で、そのコストのため将来装置に必要な数の自由曲面鏡を評価することは現実的でなかった。本研究ではマイクロミラー技術を用いて可変パターンをもつ新しいCGH干渉計を開発し、あらゆる鏡面を単一のCGHで評価することで、これまでより光学計測のコストを1桁抑えつつ、視野が3桁広い広視野スペース観測を実現させる。
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| 研究実績の概要 |
将来の広視野スペース望遠鏡には、軽量かつコンパクトな条件下で広視野光学系を実現するため、複数の光学面の役割を1枚で担う自由曲面鏡が必須である。しかし自由曲面のような非球面は、参照面となる原器の製作が困難を極め、その表面形状を評価することが難しい。本研究ではマイクロミラー技術を用いて新しい可変Computer Generated Hologram (CGH)干渉計を実現し、あらゆる非球面を測定できる汎用性の高い干渉計を開発する。
CGHはガラス基板に転写した不等間隔の回折格子パターンにより理想波面をつくるが、本研究ではTexas Instruments社のマイクロミラーデバイスを応用して、単一デバイスで複数の異なる回折格子パターンをつくる可変CGHを新しく開発する。本研究の最初のステップとして、当該年度は測定難易度が低い球面鏡の測定システムを開発した。具体的には、直径25 mm、曲率半径 1000mmの球面鏡を可変CGH干渉計で測定した。この結果を従来型のフィゾー干渉計による測定結果と比較したところ、本測定システムの絶対精度は21 nm RMSであることが分かった。これは本研究の要求精度60 nm RMSより低く、本手法の原理実証に成功した。
上記の球面鏡の測定システムを非球面鏡の測定へ応用するため、軸外し放物面鏡のためのCGHパターンを設計した。フィゾー干渉計による非球面鏡の測定は困難なため、従来のCGH干渉計による測定結果を本手法のリファレンスとする。非球面鏡の鏡面形状を測定するとき、干渉計と鏡の相対位置が理想位置からずれていると、この位置誤差が鏡面形状の測定精度を悪化させる。そこで、我々のグループがこれまで開発した位置調整手法を可変CGH干渉計に適用するため、測定セットアップの準備を進めた。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
3: やや遅れている
理由
本研究で提案する新しい測定手法について、球面鏡を用いた実証試験に成功した。一方、当該年度のうちに軸外し放物面鏡も本手法で測定する計画だったが、干渉計の位置調整の精度や効率が予想より低く、鏡との相対位置の調整に時間を要したため、軸外し放物面鏡の測定には至っていない。以上の理由により、当初の計画よりやや遅れていると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
可変CGH干渉計を用いて軸外し放物面鏡の形状測定を行うため、干渉計と測定する鏡の相対位置の調整を進める。これと並行して、既存の従来型CGH干渉計により同じ軸外し放物面鏡を測定して、本手法による測定結果のリファレンスとする。これらの測定結果の差分から本手法の絶対精度を評価して、要求精度60 nm RMSを満たすかどうか検証する。その後、本測定システムを真空冷却チャンバーに接続して、温度10 Kまで冷却した鏡の面形状測定に本手法を応用する。
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