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2022 年度 実績報告書

極限波面揺らぎ補正とその応用に関する研究

公募研究

研究領域散乱・揺らぎ場の包括的理解と透視の科学
研究課題/領域番号 21H05579
研究機関北海道大学

研究代表者

村上 尚史  北海道大学, 工学研究院, 講師 (80450188)

研究期間 (年度) 2021-09-10 – 2023-03-31
キーワード補償光学 / コロナグラフ / 光波面制御
研究実績の概要

本研究課題の目的は、散乱・揺らぎ場の高精度な補正を目指し、新たに提案した誤差拡散揺らぎ補正法(ハーフトーン処理を光波面制御に応用する手法)の原理実証を行うとともに、さまざまな応用展開を目指した研究開発を推進することである。
2022年度の実施項目は以下の通りである。2021年度に試作した、系外惑星探査を目指したコロナグラフ光デバイス(12分割位相マスク)に対して、室内シミュレータにおいて誤差拡散揺らぎ補正を導入したダークホール制御試験を行った。ダークホール制御とは、コロナグラフで除去できない恒星残留スペックル光(観測装置内の光学収差等に起因)を、光波面揺らぎ制御によりさらに除去する技術である。室内試験の結果、恒星モデル光のスペックル強度レベルを、広い領域にわたり1.5E-6(制御前)から 2.2E-7(制御後)に低減した。今後は、性能を制限する要因について調査することで、恒星モデル光強度レベルのさらなる低減を目指していきたい。
誤差拡散揺らぎ補正法の他の応用展開として、渦コロナグラフを利用した汎用波面センサーの開発を推進した。これは、コロナグラフの原理により平面波成分を除去することで、光波の揺らぎ成分のみを高感度に測定することを目指した手法である。本手法に誤差拡散揺らぎ補正法を導入できれば、揺らぎ計測感度をさらに向上できると期待している。2022年度は、渦コロナグラフ波面センサーの室内試験機において、低次の波面揺らぎ(傾斜およびデフォーカス)を入射させ、その出力電場を計測した。その結果、計算機シミュレーションと似た出力電場を得ることができた。さらに、本波面センサーへの導入などを目指し、2偏光多波長揺らぎセンシング法の開発も併せて行った。光学系のアライメントや測定ノイズの考察などを行うことにより、波面揺らぎの2偏光2波長同時センシングの原理実証に成功した。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Recent progress of the facility for coronagraphic elemental technologies (FACET)2022

    • 著者名/発表者名
      Kenta Yoneta, Seiji Sudoh, Hiroaki Hayashi, Mizuki Asano, Jun Nishikawa, Naoshi Murakami
    • 雑誌名

      Proceedings of the SPIE

      巻: 12180 ページ: 1218027

    • DOI

      10.1117/12.2628451

  • [雑誌論文] Binary-star wavefront control based on a common-path visible nulling coronagraph2022

    • 著者名/発表者名
      Kenta Yoneta, Naoshi Murakami, Ryuta Koike, Jun Nishikawa
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Supplement Series

      巻: 262 ページ: 48

    • DOI

      10.3847/1538-4365/ac892e

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 連星系における系外惑星探査のための波面測定技術の開発2023

    • 著者名/発表者名
      米田謙太,村上尚史
    • 学会等名
      日本天文学会2023年春季年会
  • [学会発表] Halftone wave-front control and a common-path visible nulling coronagraph toward direct detection of exoplanets2022

    • 著者名/発表者名
      Kenta Yoneta, Naoshi Murakami, Jun Nishikawa
    • 学会等名
      SI-Thru2022 (Sensing and Imaging through Scattering and Fluctuating Field in Biology, Telecommunication, Astronomy)
    • 国際学会
  • [学会発表] Technology development of coronagraph and wavefront control for astronomical high-contrast imaging2022

    • 著者名/発表者名
      Naoshi Murakami, Kenta Yoneta, Mizuki Asano, Hiroaki Hayashi, Jun Nishikawa
    • 学会等名
      International Symposium on Comprehensive Understanding of Scattering and Fluctuated Fields and Science of Clairvoyance
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent progress of the facility for coronagraphic elemental technologies (FACET)2022

    • 著者名/発表者名
      Kenta Yoneta, Seiji Sudoh, Hiroaki Hayashi, Mizuki Asano, Jun Nishikawa, Naoshi Murakami
    • 学会等名
      SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] 2チャンネル型位相マスクコロナグラフのための2偏光・複数バンド焦点面波面センサーの開発2022

    • 著者名/発表者名
      大平泰広, 須藤星路, 村上尚史, 西川淳
    • 学会等名
      日本天文学会2022年秋季年会
  • [学会発表] 系外惑星観測のための位相マスクの位相差の測定2022

    • 著者名/発表者名
      村松大海, 西川淳, 村上尚史, 林寛昭, 米田謙太, 淺野瑞基, 田中洋介
    • 学会等名
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] 光渦を利用した波面センサの開発:傾斜波面の観測2022

    • 著者名/発表者名
      須藤星路,村上尚史,大平泰広,服部雅之,西川淳,玉田洋介,稲垣滋,早野裕
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2022
  • [学会発表] 系外惑星高コントラスト直接撮像のための位相マスクの位相差の測定2022

    • 著者名/発表者名
      村松大海,西川淳,村上尚史,林寛昭,米田謙太,淺野瑞基,田中洋介
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2022

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公開日: 2023-12-25  

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