可変焦点大口径ホイルミラーの開発

• 研究課題/領域番号: 61850010
• 研究種目: 試験研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物理計測・光学
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 宅間 宏 電通大, 国立大学(その他), 教授 (70012200)
• 研究分担者: 高橋 洋 三菱レーヨン(株), 中央研究所第一研究クループ ; 檜山 泰宏 ヂーゼル機器(株), 研究開発本部開発室, 室長 ; 植田 憲一 電気通信大学, 新形レーザー研, 助教授 (10103938)
• 研究期間 (年度): 1986
• 研究課題ステータス: 完了 (1986年度)
• 配分額: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円); 1986年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
• キーワード: 大口径非球面反射鏡 / 金属蒸着膜

研究概要

本研究は、金属蒸着高分子膜を圧力および静電引力によって変形させることにより、大口径の非曲面ミラーを製作することを目的として行われた。最終的に口径70cmのミラーを製作するために、当初口径25cmのプロトモデルを試作して、基本的な特性を確認し、その後、ミラー口径70cmの試作機を製作、試験を行った。基礎的な検討事項から、実際の試作機の特性まで、箇条書にて簡潔に述べる。
1.一様な厚さの膜が、半径方向に均一な力で予備張力を与えられた場合、膜に垂直な方向に一様な静電引力をかけると、膜の変形が放物面になることを理論的に求めた。
2.曲面変形を行わせる前に、半径方向に予備張力をかけることで、製造過程で決められた高分子膜の分子配列に起因する非点収差を抑制することができた。
3.ミラー内蔵電極にS【F_6】気体中で高電圧(<20kV)を印加して、曲面形成に成功した。この時、曲面形状は中心60%程度では、放物面を形成することが実験的に求められた。
4.He-Neレーザーを30mの位置から拡散光で照射し、He-Neレーザー位置まで反射させて測定を行い、集光性能から球面鏡ではなく、非球面放物面鏡になったことが判明した。
5.集光性能の精密計測はミラー口径の平行光を作る光学系がないので、困難である。しかし、短焦点(F10以下)においても明確な焦点像が巻則され、明らかに球面鏡の理論分解能を大きく上回ることが確認された。