2018 Fiscal Year Annual Research Report

test for large free form optics by small aperture interferometer and data stitching

Research Project

Project/Area Number	16H03956
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	栗田光樹夫京都大学, 理学研究科, 准教授 (20419427)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	南裕樹大阪大学, 工学研究科, 准教授 (00548076) 入部正継大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (60469228) 軸屋一郎金沢大学, フロンティア工学系, 准教授 (90345918)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	干渉計 / 鏡計測 / 天体望遠鏡
Outline of Annual Research Achievements	大型の自由曲面、特に凹面や凸面の計測には従来の干渉計を用いることは極めて困難である。そこで、複数の部分開口を干渉計で計測し、それらをつなぎ合わせることで連続した大面積を計測する手法が世界中で開発されている。しかし、部分的な結果を接続するアルゴリズムの精度に限界があるため、接続する開口が多いほ接続誤差の伝搬が増大し、大口径の自由曲面においては、結局のところ部分開口を大きくせざるを得ずこの手法は必ずしも有効ではない。そこで我々は過去の研究において独自に開発した新しいデータ接続アルゴリズムを応用することに着眼した。このアルゴリズムは従来のものに比べて接続数を飛躍的に増やすことができる。すなわち部分開口をより小型化できるためより自由度の高い計測システムを実現できる可能性がある。そこで開口30 mmほどの干渉計を開発し、それをロボットアームなどに搭載し鏡面を干渉計測しながら操作する方法を発案した。このためには高速もしくは低振動で干渉増を得る必要がり、そのために位相変調を液晶リターダで行う干渉計を開発した。購入した液晶リターダは位相遅延量がカタログ値とは異なることが判明し、同時に遅延時間中にレーザー光の強度の安定せず位相接続後に得られた結果は干渉縞と同期した形状誤差を生ずることが判明した。またこの誤差の影響を抑えるためには開口内の干渉縞の本数を少なくすることが求められるが、ロボットアームの姿勢制御の精度が不十分であることが分かった。今後、これらの解決のためには前者においては位相遅延量の定量的な評価と光源の安定化が必要である。もしくは鏡面は滑らかであるはず、という前提のもとに形状を算出する新しいアルゴリズムでも解決できる可能性がある。後者においては鏡面と干渉計を正対させるために鏡面上に干渉計を接触させながら計測させる手法が考えられる。
Research Progress Status	平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	平成30年度が最終年度であるため、記入しない。