| 研究実績の概要 |
本研究はノルウェーのトロムソにあるEISCATレーダーサイトに設置した高性能ナトリウムライダーを天頂方向の1次元観測から任意の方向観測が可能な3次元観測システムに拡張するために、送受信のハードウエアとソフトウエアを開発することを目的とする。キーとなる部分は、送受信系独立制御のため観測方向を変更するたびに送受信系が同一方向を向き、望遠鏡の視野内に送信レーザを捉えて観測することである。
送信系のハードウエア開発は、レーザを射出する部分に2つの回転ステージ（Aerotech, ALAR-100-LPとADRS-100）を用い、ミラーを取り付けることで3次元方向にレーザ射出が可能となった。方向決定精度はナトリウム層100km高度にて1mと極めて高い。受信系のハードウエアは、天体追尾型の望遠鏡（Meade LX200、口径35cm）を導入した。この望遠鏡はGPSにより観測位置と東西南北の方向の自動認識を行う機能を持つ。PCによる方向制御で任意の方向にポインティングできる。レーザ光計測に用いる光電子増倍管への光路上にビームスプリッターを設置して一部の光をCCDに結像させ、望遠鏡で捉えた画像の中にレーザの軌跡を確認するシステムを製作し実験を繰り返してきた（平成27年度）。このシステムにより画像中のレーザ軌跡を自動認識し、その先端の位置からナトリウム層でのレーザのポインティング位置を自動認識する。その情報を回転ステージへフィードバックすることにより、視野中心に方向制御可能である。
送受信系のハードウエアに加えソフトウエアの開発も行ってきた（平成27年度）。望遠鏡画像ではファインダーで広い範囲の画像を捉え、レーザ軌跡を捉えたらそれを主望遠鏡の視野中心になるように回転ステージのフィードバック制御を行う。そのソフトウエアを開発した。
以上で任意の方向に射出したレーザを望遠鏡で捉えつつ観測が可能となった。
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