世界のFabry Perot Filters 19-Jul-2013 NAGATA 動作原理反射面距離 ds ds 2つの反射面の間での多重反射による波面の干渉作用。 Ra a Tb Direction of incident light Fresnelの公式にしたがって入射、透過、反射の振幅を計算できる。N番目の反射と、N+1番目の反射の間の漸化式を解く（多層膜と同じ）。透過率、片面の反射率と透過率を用いて、全体の透過率は以下の式で与えられる。 s Rb b Ta ns Snelの法則から、エタロンへの入射角度は以下で与えられる sin   ns sin  s  = (2πnsds coss)/ TaTb T [1  ( Ra Rb )1 / 2 ]2   4( Ra Rb )1 / 2 2  a  b 1  sin (   )   1/ 2 2 2  [1  ( Ra Rb ) ]  両面の反射率が同じときは以下になる。 Ts2 1 T (1  Rs ) 2 1  [4Rs /(1  Rs ) 2 ]sin 2  屈折率が大きいと、入射角度の依存性を抑えることができることが、液晶の利点。 1 透過率プロファイル位相差の波長依存性から、 sin  を満たすときに、透過率が極大になる。 Nは次数。 100 Free Spectral Range FSR  0, FSR ≈ λ2 /(2nsds) . 隣り合うピークの間隔。実用的には広いほうがよいく空気エタロンが有利。ただし入射角度による波長のずれからは、結晶が有利。 Maximum Transmittance Tmax Transmittance (%) 80 Full Width Half Maximum FWHM 60   n F = FSR / FWHM =  Rs1/2 / (1-Rs) . 40 0.42mm Etalon Fines：FSRとFWHMの比。実用的には、FSRが大きく、FWHMが小さいものがよい。 Minimum Transmittance Tmin 20 0 630.0 630.2 Wavelength (nm) 630.4 Fabry-Perotの例空気エタロンは、旧Queensgate社が開発していた。現在は。。。宇宙用として開発した口径38mmのエタロン LiNbO3を用いた結晶式エタロンは、CSIRO が現在も開発と販売をしている。FSRと応答特性のよいフィルタのために、結晶の基礎研究もおこなわれている。 SMART用の口径60mmの製品。太陽観測での活用事例 Gottingen 設置望遠鏡 VTT 望遠鏡口径(cm) 70 焦点距離(m) 55 回折限界(arcsec) 0.226478757 Place scale(arcsec/mm) 3.750272727 FP mount Collimator 搭載FP数 2 Manufacture IC Optical Systems Model 口径(mm) 70 Spacing(mm) 1.100 Coating反射率(%) 95 Finnes 46 FWHM(mA)(Airy関数) 45 波長分解能 1.60E+05 波長範囲(A) 5300-8600 Free spectral range (A) 1.73 Manufacture IC Optical Systems Model 口径(mm) 50 Spacing(mm) 0.125 Finnes 36 FWHM(mA) 波長分解能波長範囲 Free spectral range 波長シフト時間(ms) Manufacture LaVision GmbH Model Imager QE CCD CCD画素数 1376x1040 画素サイズ[um] 6.45 Pixel scale[arcsec] 0.112 Field of view[arcsec] 77x58 Frame rate[/s] 18 ビット数 12 雑音実行frame rate[1/s] Polarimeter I/V Retarder 1/4lamba Analyzer Two calcites AO Yes(KAOS) 画像処理 Speckle TESOS IBIS VTT DST 70 76 46 46 0.226478757 0.208598855 4.484021739 4.484021739 Telecentric Collimator 3 2 Queens Gate IC Optical Systems ET-50 ET50 FS 50 50 1.300 2.300 40 SMART SMART 25 24.7518 0.63414052 8.333333333 Telecentric 2 CSIRO 50 15.5 2.00E+05 2.00E+05 4500-7000 5800-8600 1.00 Queens Gate IC Optical Systems ET-50 ET50 FS 50 50 0.802 0.637 2.00E+05 6300 2.30 CSIRO 50 2008年にT4改造開始時点での調査複数フィルタを用いた狭帯域観測機器の実用例。ブロッキングフィルタの交換で広い波長帯域に対応できるため、狭帯域撮像装置の一部として活用されている。 SMART以外は、Queens Gate社の空気エタロン。 14.3 6300 1.9 PixelVision 652x494 12.00 0.089 58x44 5 14 5 I/V 1/4lambda Waolaston Yes 20 Roper PentaMax 1317x1035 6.70 0.080 105x83 2.5 12 300x300 SMARTはFeI6302のマグネトグラフとして占有する。結晶エタロンでは、IMaX/SUNRISEによる観測が行われ、成功を受けて、Solar Orbiter/PHIの開発につながっている。 2.5 I/Q/U/V Yes No Soalr-Cでは、狭帯域フィルタとしては Lyot Filter搭載で基礎開発を行っている。 Fabry-Perrot Mount エタロンに、コリメート光を通すのか、テレセントリックで使うのか？の論争（趣向の問題）。 Cavallini (2006) [IBIS] Kentischer et al. (1998) [TESOS] TESOS: Telecentric 偏光観測モードの画像 1/4lplate, Wollaston prism Fabry-Perot Filters Kentischer et al. (1998) Tritschler et al. A&A 415, 717-729 (2004) Scan through the Fe I 557.6 nm line. IBIS:Collimated Cavallini (2006) Fabry-Perot Filters Guazzi et al. A&A 480, 515-526 (2008) IBIS Ca II 854.2 nm data acquired on 2004 May 31 Scharmer et al. The Astrophysical Journal 689 (2008) L69 The continuum image of one of the two pores observed with CRISP. 6302 magnetogram Antolin and L. Rouppe H-alpha! Gottingen光学系 Puschmann et al. (2006) Broadband camera (for Speckle interferometry) Collimator Pupil 1/4lplate, double calcites Narrowband camera Fabry-Perot Filters Stokes I/V FOV: 36.0 x 17.8 [Bendlin & Volkmer (1993)]