| 研究課題/領域番号 |
26287031
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
川端 弘治 広島大学, 宇宙科学センター, 准教授 (60372702)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 光学赤外線 / 宇宙物理 / 宇宙科学 / マイクロ・ナノデバイス / 偏光 |
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| 研究実績の概要 |
可視広視野偏光カメラの実現に向けて、大型・広波長帯域・広許容入射角を兼ね備えた偏光ビームスプリッター、及びダイクロイックミラーの設計検討を進め、光学シミュレーションを行い、小型版キューブタイプの多層膜仕様、及びワイヤグリッド仕様のビームスプリッターの試作を行った。
当初の予定では、多層膜仕様での大型偏光ビームスプリッターの製作を予定していたが、シミュレーションの結果、干渉条件が各光線ごとの入射角により非一様で、解消することが困難であることが判明したため、小型版の試作・評価を行うこと、およびワイヤグリッド仕様のビームスプリッターの試作・評価を行う方針に変更し、大型のビームスプリッターの製作は次年度に回すことにした。小型版のワイヤーグリッド仕様のビームスプリッターは、充分な消光比を示して偏光能率が高く、許容入射角も±10°以上をカバーし、波長域も可視域で350nm以上の波長幅をするなど、充分な仕様を持つことが確認できた。
ダイクロイックミラーについては、シミュレーションの結果、入射角±10°の範囲内で透過・反射波長域が20nm以上シフトすることは避けられないことが判った。これについては、メインの光学トレインを3チャンネル仕様から2チャンネル仕様に落とし、各チャンネルの測光システムのバンド帯域の外側に、波長シフト幅よりも充分に広いブランクの帯域を設けることで、コストダウンとも併せ、解決する方針を採用することにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
メイン光学トレインの光学設計の調整と、半波長板、ダイクロイックミラーの設計・シミュレーションは予定通り進んだ。偏光ビームスプリッターにおいては、多層膜仕様のシミュレーションの結果、大型化は次年度に繰り延ばしすることにしたものの、小型の試作版において多層膜仕様とワイヤグリッド仕様の両方の評価を行い、ワイヤグリッド仕様が特に許容入射角において優れた性能を持つことが確認できたことにより、大型化の目途が立ったことから、おおむね順調に進展しているとみなしている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度試作した小型の偏光ビームスプリッターの評価に基づき、大型（70mm×70mm以上の有効面積を持つ）で、広許容入射角・広帯域を兼ね備えた偏光ビームスプリッタの製作と評価を実施する。今年度の試作により、ワイヤグリッドタイプのものを用いることで、要求仕様を満たすビームスプリッタを製作する目途が立っている。来年度前半で、光学メーカーと協議をしながら、大型のビームスプリッターの製作を行い、来年度後半でその光学性能評価試験を実施し、SGMAPの広視野偏光観測に見合う特性が得られるかどうかを確認することを目標とする。
また、その開発と並行して、既存の可視赤外線同時カメラHONIRと広島大学1.5mかなた望遠鏡を用いて、星間偏光のほか、超新星や活動銀河核等のSGMAP計画のパイロット的な偏光観測を進める。また、データリダクションパイプラインの整備も引き続き進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初はH27年度半ばまでに、メイン光学トレインの設計調整、大型偏光ビームスプリッターの設計仕様策定、さらに偏光子メーカーとの協議を通じて大型偏光ビームスプリッターの最終仕様を策定し、H27年度終わりまでに大型偏光ビームスプリッターの製作、及び大型偏光ビームスプリッターの評価を行う予定であったが、偏光子メーカーによる詳細な光学シミュレーションの結果、多層膜における偏光干渉条件に予期しなかった非一様性が生じることがわかったことから、大型化する前に、小型版の試作・評価を通じてノウハウを得ること、及び基板試験とワイヤグリッド面生成に関する追加検討を実施する必要が生じたため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
小型版の試作で大型化の目途がたったことから、次年度前半に光学メーカーとの協議を進めて有効面積70mm×70mm以上のワイヤグリッド仕様のビームスプリッターの製作を行う。次年度に繰り越した分はその製作費に充てる。納品後に、透過・反射の効率や偏光能率に関する光学性能評価試験を実施する。
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