| 研究課題/領域番号 |
15K13468
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| 研究機関 | 国立天文台 |
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研究代表者 |
小谷 隆行 国立天文台, 太陽系外惑星探査プロジェクト室, 助教 (40554291)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 高分散分光器 / 空間分解能 / 高効率 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、高い波長分解能・高効率・空間分解能を合わせ持つ新しい分光器の実証試験を行うことを目標としている。高波長分解能を実現するために必要な光路長スキャンを、従来のフーリエ分光器のように動的に変化させるのではなく、階段状のミラーを用いることで実現する。これにより可動部がなく、極めてコンパクトな分光器となる。本年度は、階段ミラー製作に先立ち、まずは波長分解能約10000の実現に必要なミラーの段数・段の深さ、検出器サイズなどのパラメーター検討を行い、解を見出すことができた。また階段ミラー製作は、アルミ部材の超精密切削加工より製作を行うが、そのためのミラー全体のサイズ・段数・面精度・面荒さなどを踏まえた製作の実現性検討を、機械加工専門家と共に行い、まずは10段程度のミラー製作の目途を立てた。また、高波長分解能に加えて空間分解能を持たせるためには、異なる位置の光源からの光の干渉縞を分離する必要があるが、これが可能であるか検討するために数値シミュレーションを行い、いくつか技術的な問題・制限はあるものの、基本的には分離可能であることを確認した。
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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
平成27年度は、プロトタイプとして階段ミラー製作を行い、性能に問題がないことを確認することが目標の一つであったが、ミラーの設計・干渉縞生成シミュレーションの確認に時間を要したため、ミラー製作まではできなかった。また、空間分解能を持たせるためのプリズムを用いた実験についても、干渉縞から空間情報を引き出すという点の確認に時間を要したため、実験光学系を組む所までは到達できなかった。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成28年度は、1) 超精密加工機によるアルミ切削ミラーの試作により、高分散分光を実現する上での最重要パーツの実証試験を行う。まずは製作が比較的容易な段数10段程度のミラー試作に続き、100段程度の階段ミラーの製作を行い、波長分解能50000以上が実現可能なミラーを実現する。2)空間分解能を持たせるためのプリズムを用いた実験光学系を構築し、得られた干渉縞から２つの人工光源を分離するための実証実験を行う。この時の波長分解能は10000程度とする。3) 空間分解能を持たせるためのプリズム、望遠鏡焦点面に設置する光ファイバーアレイ、100段程度の階段ミラーを組み合わせ、波長分解能50000以上かつ、空間情報を得ることができる光学系を構築し、人工光源においてその性能と特性を詳しく調べる。波長分解能と視線速度測定精度の限界を明らかにする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成27年度は、超精密加工機によるアルミ切削ミラー製作を予定していが、事前検討の結果、高波長分解能を実現するために必要なミラーのパラメーターと、ミラー製作方法についての技術的な検討に時間を要したため、実際の製作はできなかった。またこれに伴い、空間分解能を持たせる光学系構築するための光学素子・光学系の設計に時間を要したため、光学系の構築に遅れが生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
平成28年度は、より詳細な干渉縞の数値シミュレーションと、アルミ切削ミラーのプロトタイプ製作を早急に行い、まずは10段程度の階段ミラーの実証を行う。また空間分解能を付与するための光学系構築を行い、高波長分解能かつ空間分解能を持つ、新しいシステムの実証を行う。これらの階段ミラーを用いた波長分解能約10000の実証が完了次第、約100段の階段ミラー製作を行い、波長分解能50000以上かつ、空間分解能を持つ光学系構築を行い、性能実証試験を行う。
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