2020 年度研究成果報告書

純圧電材可変形鏡によるTMT時代における宇宙進化の統計的解明

研究課題

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研究課題/領域番号	17K05396
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	天文学
研究機関	国立天文台
研究代表者	大屋真国立天文台, ハワイ観測所, 特任准教授 (80399287)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード	光学赤外線天文学 / 補償光学 / 可変形鏡
研究成果の概要	補償光学装置を用いると大気ゆらぎを補正して地上からでも回折限界の解像度を得ることができる。一方で光学系が冷却されていないと波長2μm以上では室温の周辺環境からの熱輻射が背景放射となり雑音が増える。そのため補償光学装置全体を冷却することが望ましいがこれまで十分に研究されていなかった。本研究では補償光学装置の重要構成部品である可変形鏡を、鏡面も含めて単一の圧電材料で製作することに成功した。単一材料を用いてシンブルな機械構造にすることで冷却時の温度変化による鏡面形状変化を抑えることが期待される。
自由記述の分野	補償光学・赤外線天文学
研究成果の学術的意義や社会的意義	補償光学は大気ゆらぎを補正して回折限界の解像度を達成する技術である。これまで冷却せずに用いることが一般的であったが、本研究では冷却に適した可変形鏡を開発した。赤方偏移の効果により遠方天体は波長が長い赤外線で観測される。その結果を可視光で観測された近傍天体と比較することで宇宙進化について知ることができる。本研究の成果を発展させて冷却補償光学装置を製作することで、その様な観測を感度良く行うことができる。補償光学は大気ゆらぎ以外にも様々な原因による波面歪みの補正に応用可能なので、天文以外の分野にも波及効果が期待できる。