| 研究課題/領域番号 |
16H03957
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
木野 勝 京都大学, 理学研究科, 助教 (40377932)
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| 研究分担者 |
入部 正継 大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (60469228)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 補償光学 / 波面センサ / 光干渉 |
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| 研究実績の概要 |
本研究で最も重要な光学素子であるピンホール付き偏光ビームスプリッタの光学特性の評価において、前年度までに直径10μmのピンホール内部において予想された偏光分離度が得られない結果となったため、これの解決を行った。結果としては評価用の光学系に問題があり、直径の小さなピンホール内部の測定時にピンホール外部の光が回折により漏れ込むことで測定誤差が発生していた。評価用光学系の空間分解能を高めピンホール内外を明瞭に分離したところ、事前に電磁波解析で予測した値に近い結果が得られた。
これを受けて、実機組み込み用のピンホール付き偏光ビームスプリッタの製作を開始したが、試作時の特性を再現できない問題が発生したことから、物品購入費の一部を翌年度へ繰越した。本素子は電子ビーム描画により微細なパターンを形成しているがエッチング時に描画パターンが崩れていることが判明し、エッチング条件の最適化をやり直すことで試作時と同等のパターンを再現することができた。この問題の解決のため当素子の完成が計画から約1年遅れた。
平行してピンホール付き偏光ビームスプリッタの光学特性の測定を進めたところ、ピンホール内外を通過する光に予定していなかった位相差がついていることが判明した。波面センサを構成する光学系に部分的な変更や素子の追加が想定されたため、一部の光学素子の購入を延期するとともに、機械設計については素子の追加に対応できるよう拡張性をもたせるよう変更した。
また本波面センサの組み込み先である極限補償光学装置(SEICA)の開発グループと協力し、検出器からの干渉像の読出と解析、可変形鏡へのフィードバック指令を高速に行う電子回路とソフトウェアの開発を進めている。
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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
概要にも記したようにピンホール付き偏光ビームスプリッタの実機制作において試作時と同じ特性を再現できない問題が発生した。製作を依頼した業者側の問題であるものの解決に時間を要するとの返答だったため本素子および周辺の光学・機械部品の購入費を翌年度に繰り越し、結果として本素子の完成が約1年遅ることになった。周辺の光学設計・機械設計の大部分は偏光ビームスプリッタの問題解決とは独立に平行して進められており、これによる大きな遅れは生じていない。ただし当初予定していなかった、ピンホール内外での位相差が見つかったため関連する部品(主に機械部品)の最終設計と調達を見合わせている。現状の予測では光学素子の設置方向の調整と解析手法の変更で対応できると考えており、今後の遅れにはつながらないと見込んでいる。
全体としては当初計画に対してやや遅れており、研究期間内においては波面センサとしての動作確認と補償光学装置SEICAへの組み込みに留まり、最終段階で予定していた測定精度の向上までは辿りつけない可能性が出てきた。なお本センサの組み込み対象であるSEICAや、そのSEICAを取り付けてる予定の岡山3.8m望遠鏡(せいめい望遠鏡)についても開発は予定どおり進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
目下の問題点はピンホール内外で予想していなかった位相差が見つかったことであり、これの解決を早急に進める。ピンホール付き偏光ビームスプリッタ自体をこれ以上改良することは困難であり、可能であったとしても長い時間を要すると見込まれることから、位相差の存在を許容したうえで周辺光学系や解析方法を工夫することで解決する方法を探っていく。周辺光学系の変更点が確定しだい、機械設計へ即座に反映し機械部品の調達を進める。
研究分担者の入部が進めている検出器から干渉像を読み出し解析する電子回路とソフトウェアの開発は順調に進んでおり、解析手法についてもめどが立ち次第実装を進めていく。また搭載予定のせいめい望遠鏡の開発も順調に進んでおり、実際の使用環境における大気揺らぎや振動などの測定も併せて行っていく。
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