2013/12/17 第3回 可視赤外線観測装置技術ワークショップ @京都
京大極限補償光学
点回折干渉を用いた
波面センサの開発
木野勝（京大） 今田大皓（筑波大）
松尾太郎（京大） SEITメンバー
岡山3.8m望遠鏡計画メンバー
目的
| 系外惑星の直接検出
対象 ： 木星型惑星
主星から 0".2の位置で
コントラスト ～106
| 観測条件
・ 望遠鏡 ： 岡山3.8m望遠鏡
・ 観測波長： J、 H-band
| 将来的にTMTへ拡張（SEIT計画）
地球型惑星の検出へ
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装置概要
極限補償光学
Tip-Tilt
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コロナグラフ
低次(Woofer)
AO
1000素子
5kサンプル/秒
波面センサ
波面誤差 <20nm
測定波長 700～900nm
高コントラスト
カメラ
高次(Tweeter)
AO
可変形鏡
→ 4000素子、20kサンプル/秒まで拡張可
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波面センサの形式
| Shack Hartmann波面センサ
測定量 ： 傾斜 ・・・・ 1回積分で波面形状
| 曲率センサ
測定量 ： 曲率 ・・・・ 2回積分で波面形状
| 位相型波面センサ
Guyon 2005
中心星の近くで
高精度
測定誤差
測定量 ： 位置
中心星からの離角[arcsec]
位相測定型センサ
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| 利点
・高精度
・積分誤差の蓄積がない
・・・ 多素子化が容易
・必要なピクセル数が少ない
・・・ 読み出しが高速
例：Mach-Zehnder型波面センサ
| 欠点
・ダイナミックレンジが狭い
・・・ Woofer AOとの組み合わせで解決
・ロバスト性が低い
・・・ 点回折干渉を用いた波面センサで解決!
点回折干渉計
Point Diffraction Interferometer : PDI
| 焦点面に半透過のピンホールマスクを設置
ピンホール内を通過した光 ： 球面波 (参照光)
ピンホール外を通過した光 ： 乱れた位相 (被検光)
Smart & Steel 1975
| 完全な共通光路 & 単純な光学系
→ 高いロバスト性
| 鏡面形状の測定で実用化
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AO用波面センサへの応用
| 被検光 と 参照光 を 偏光 で 分離
・・・4位相同時取得 & 高スループット を 実現
サバール板
ピンホール偏光BS
～□40mm
外形2mm ピンホール径 56μm
ピンホール偏光BS
| このセンサの性能を決める素子
今田さんの講演へ

CGH干渉計の開発状況 - Subaru Telescope