アダプティブ位相マスクによるナル干渉型ステラコロナグラフの開発

• 研究課題/領域番号: 25610038
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 馬場 直志 北海道大学, ―, 名誉教授 (70143261)
• 連携研究者: 田村 元秀 東京大学, 大学院理学研究科, 教授 (00260018) ; 村上 尚史 北海道大学, 大学院工学研究院, 助教 (80450188) ; 三浦 則明 北見工業大学, 工学部, 教授 (30209720)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2013年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
• キーワード: 光学赤外線天文学 / 系外惑星 / ステラコロナグラフ / ナル干渉

研究成果の概要

恒星近傍にある暗い系外惑星を観測する方法として、恒星からの光のみを極端に減光するハイコントラスト撮像法がある。このために、望遠鏡焦点面に位相マスクを置き、瞳像内で恒星光を打消し合う（ナル）干渉状態とし、リオストップ（瞳像面絞り）で恒星光を遮断するのが、位相マスク型ステラコロナグラフである。
本研究では、副鏡およびスパイダーがあっても恒星光をほぼ完璧に遮光できる位相マスクを開発した。位相マスクの位相分布は、光軸光を瞳の透過部分で零となるように逐次型位相回復アルゴリズムを用いて数値的に求めた。このようにして得られた位相マスクによれば、１０桁以上のコントラスト比を達成できることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Numerically designed phase-mask for stellar coronagraph (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Baba, N. Murakami, N. Miura, and M. Tamura
  • 雑誌名: Proc. SPIE 巻: 9605 ページ: 96051V-96051V
  • DOI: 10.1117/12.2186498
  • NAID: 120006671845
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Recent progress on phase-mask coronagraphy based on photonic-crystal technology (2014)
  • 著者名/発表者名: Murakami, Naoshi, Nishikawa, Jun, Tamura, Motohide, Serabyn, Eugene, Traub, Wesley A., Liewer, Kurt M., Moody, Dwight C., Trauger, John T., Guyon, Olivier, Martinache, Frantz, and 8 coauthors
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 9143 ページ: 914334-914334
  • DOI: 10.1117/12.2054790
  • 査読あり
• [雑誌論文] Central-obscuration removal plates for focal-plane phase-mask coronagraphs with a centrally-obscured telescope (2014)
  • 著者名/発表者名: F. Oshiyama, N. Murakami, O. Guyon, F. Martinache, N. Baba, T. Matsuo, J. Nishikawa, and M. Tamura
  • 雑誌名: Publ. Astron. Soc. Pacific 巻: 126 ページ: 270-279
  • NAID: 120005553688
  • 査読あり
• [学会発表] 広帯域極限高コントラスト観測を目指した3層8分割位相マスクの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 村上尚史、西川淳、R. Galicher, P. Baudoz, 小室祐介、赤岩夏海、馬場直志、田村元秀
  • 学会等名: 日本天文学会2016年春季年会
  • 発表場所: 首都大学東京（八王子市）
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] 太陽系外惑星直接検出のための技術開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 馬場直志
  • 学会等名: 平成27年度光産業技術シンポジウム‐光加工・計測が創る新たな社会と産業イノベーション‐
  • 発表場所: リーガロイヤルホテル東京（東京都新宿区）
  • 年月日: 2016-02-03
  • 招待講演
• [学会発表] 瞳再配置光学系による位相マスクコロナグラフの実証実験 (2015)
  • 著者名/発表者名: 赤岩夏海、村上尚史，西川淳、田村元秀、馬場直志
  • 学会等名: 日本天文学会2015年秋季年会
  • 発表場所: 甲南大学（神戸市）
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] 太陽補償光学系の開発と補償効果のシミュレーション（２） (2015)
  • 著者名/発表者名: 三浦則明、大石明、桑村 進、馬場直志、花岡庸一郎、北井礼三郎、上野悟、仲谷善一、一本潔
  • 学会等名: 日本天文学会2015年秋季年会
  • 発表場所: 甲南大学（神戸市）
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] Numerically designed phase-mask for stellar coronagraph (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Baba, N. Murakami, N. Miura, and M. Tamura
  • 学会等名: SPIE Optics+Photonics Conference
  • 発表場所: San Diego Convention Center, San Diego, USA
  • 年月日: 2015-08-09
  • 国際学会
• [学会発表] ステラコロナグラフ用位相マスクの数値的デザイン (2015)
  • 著者名/発表者名: 馬場直志、村上尚史、三浦則明、田村元秀
  • 学会等名: 日本天文学会2015年春季年会
  • 発表場所: 大阪大学（豊中）
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-21
• [学会発表] Towards direct imaging of exoplanets (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Baba, Y. Nakai, and N. Murakami
  • 学会等名: International Conference on Optics and Photonics (ICOP2015)
  • 発表場所: Calcutta Univ. (Kolkata, India)
  • 年月日: 2015-02-20 – 2015-02-22
  • 招待講演
• [学会発表] Recent progress on phase-mask coronagraphy based on photonic-crystal technology (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Murakami, J. Nishikawa, M. Tamura, E. Serabyn, W. Traub, K. Liever, D. Moody, J. Trauger, O. Guyon, F. Martinache, N. Jovanovic, G. Sigh, F. Oshiyama, H. Shoji, M. Sakamoto, S. Hamaguchi, K. Oka, and N. Baba
  • 学会等名: SPIE Conf. on Astronomical Telescopes and Instrumentation 2014
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2014-06-22 – 2014-06-27
• [学会発表] すばる望遠鏡搭載に向けた8分割位相マスクコロナグラフの開発(III)
  • 著者名/発表者名: 押山史佳，村上尚史，平翼、馬場直志、O. Guyon, N. Jovanovic, G. Singh, F. Martinache, 西川淳、田村元秀、松尾太郎
  • 学会等名: 日本天文学会2014年春季年会
  • 発表場所: 国際基督教大学（三鷹）