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2015 Fiscal Year Annual Research Report

大型光学素子の超精密機上計測法の確立

Research Project

Project/Area Number 25287038
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

栗田 光樹夫  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (20419427)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords精密計測 / データ処理 / 精密加工 / 光赤外線天文学
Outline of Annual Research Achievements

代表者らはH27年度までの研究で、機械方式による真に自由曲面に対応した計測方法を確立した。この計測システムは、3つのセンサで曲面の局所的な曲率を計測し、曲率を逐次積分することで全体を計測する。この方式は、極めてシンプルに従来の光学方式の問題点を解決した。実験としてφ800mmの球面鏡を本方式で計測し、干渉計で計測した結果と比較したところ20nm程度の差で一致していることを確認した。
またこの開発では走査計測された多数のデータからより真値に近い形状を推定する方法を開発した(出願番号:PCT/JP2014/080802/)。通常、重複領域のデータは誤差により互いに矛盾する。従来では最小2乗フィットによりこの矛盾が最小になるようにデータの傾き等が補正される。この補正において各データは剛体として扱われる。しかしこの方法では計測中に緩やかに変動する誤差は改善しない。一方、代表者が考案したアルゴリズムはデータを弾性体とみなすことでこの誤差を効率的に抑制する。各データが弾性体であれば、相互に矛盾する重複領域において、強制的かつ滑らかに値を一致させることができる。変形した弾性体は内部の弾性エネルギーが最小の状態で定まり、この状態が最も真値に近い自然な状態と考えられる。この原理は古典的な算術平均の拡張である。実証実験として安定と不安定環境で計測したデータをこの手法で処理した。不安定環境の計測結果は、より真値に近いと考えられる安定環境のそれと大きく異なるが、データ処理後の結果はほぼ一致していることが分かる。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (4 results)

All 2016 2015 Other

All Presentation (3 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Presentation] 3 点法による大型自由曲面光学素子の計測2016

    • Author(s)
      栗田光樹夫
    • Organizer
      日本天文学会
    • Place of Presentation
      首都大学東京
    • Year and Date
      2016-03-14 – 2016-03-17
  • [Presentation] 3点法による大型自由曲面光学素子の計測2015

    • Author(s)
      栗田光樹夫
    • Organizer
      計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2015-12-14 – 2015-12-16
  • [Presentation] 京都大学3.8 m望遠鏡における技術2015

    • Author(s)
      栗田光樹夫
    • Organizer
      計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2015-12-14 – 2015-12-16
    • Invited
  • [Remarks] 京大3.8m望遠鏡

    • URL

      http://www.kusastro.kyoto-u.ac.jp/psmt/

URL: 

Published: 2017-01-06  

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