低温光学計測の革新的な多様化をもたらす大口径熱遮断光学窓の実現

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K21883
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分16:天文学およびその関連分野
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 金田 英宏 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (30301724)
• 研究期間 (年度): 2019-06-28 – 2022-03-31
• キーワード: 低温光学系 / 光学窓 / 宇宙赤外線観測

研究成果の概要

低温真空チャンバーとレーザー干渉計を用いて、非球面鏡に対して低温光学面形状の測定を実施できるシステムを構築した。熱遮断入射光学窓を設計・製作し、低温での実用性を確認した。中心波長がHe-Neレーザー633 nmのバンドパスフィルターを検討した。それ以外の可視・赤外線波長帯の阻止能を上げ、より長い波長の遠赤外線での阻止能もできるだけ高くするために基板および金属膜の素材を選定した。試作した入射光学窓の透過率の波長依存性を測定して、要求仕様を満足することを確認した。並行して、CGH干渉計による非球面鏡の低温面形状測定のための光学アラインメント調整の技術開発を進めた。

自由記述の分野

天文学

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年は、天文観測のみならず、さまざまな光学計測分野において、広視野・高解像度が求められており、光学系の複雑化が進んでいる。その一方で、性能を向上させるためには、熱的に安定な光学系の実現が強く求められる。とくに宇宙赤外線観測では、装置からの熱放射による赤外線フォトンノイズを軽減するために極低温に冷やす必要がある。多彩な低温光学計測を可能にするためには、熱をできるだけ遮断した環境下での低温チャンバーによるレーザー干渉計測の実現が必要不可欠であり、本研究ではその原理実証を行った。