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光赤外干渉計用光遅延線の加速度抑制方法の研究

光学红外干涉仪光学延迟线加速度抑制方法研究

基本信息

批准号：
09740179
负责人：
西川淳
金额：
$ 1.66万
依托单位：
National Astronomical Observatory of Japan
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

次世代の長基線光赤外干渉計においては、長ストロークかつ高速遅延変化に対応できる精密な直動機構(光遅延線)が必要である。さらに、干渉縞のより精密な計測を可能とするためこれまでにない高い性能が求められる。本研究では、そのような光遅延線の開発途上でクリアーしなければならない技術的課題の中核部分である、加速度を抑制し等速性を確保する方法の研究を行った。光遅延線のテスト構造による測定と改良を重ねた結果、800m基線対応の60mm/sの遅延変化までで、5msRMSで約17nm以下、5msP-Pで約50nm以下と、ほぼ目標の走行残差を達成した。採用された形態は以下のとおりである。(1)反射鏡を搭載した客車を電車が押して滑らかなレール上を走るようにした。(2)電車客車間と客車反射鏡間を適切な防振ゴムで接続し、機械振子式での制御の複雑さを回避しながら高周波を落とした。(3)駆動輪は、ギアなしで12mm径の車輪をモーター軸に直接取り付け、光軸の速度変化を最小限に押さえるため電車の中央とし、モーターはステッピングモーターをマイクロステップドライバーで駆動し、ダイナミックレンジと速度安定性を確保した。他に明らかになったことは、駆動部の非等速性が最も大きな誤差要因であること、車輪径・ベアリングの種類・保持方法などの影響は比較的小さいこと、ゴムのパラメーター変更により高周波成分を目標値まで落としたが低周波成分増加による位置誤差は50μm程度しか発生していないこと、既存の測長針では200Hz以上の高周波成分の測定が困難なことなどである。本研究により、光遅延線の基本構成には見通しがついたので、既に精密高速光遅延線プロトタイプの製作に入り細部に及んだ実用化試験を予定している。測定方法の高精度化、新しく考案した摩擦変動の非常に小さいベアリング保持方法の有効性の評価、高速遅延線との2重制御の試験、などが課題である。

The next generation of long baseline optical fiber external interference design is necessary for high speed delay and precision direct motion mechanism (optical fiber extension line). For example, if you want to use a computer, you can use a computer. This study is aimed at the research on the method of controlling acceleration and ensuring constancy in the development of optical delay line. The measurement results of optical delay structure are improved. The delay of 800m baseline is 60mm/s. The RMS of 5 ms is about 17nm or less, the P-P of 5 ms is about 50nm or less, and the travel residual of the target is achieved. The following is a list of the following categories: (1)Reflecting on the passenger car, (2)Between the trolley bus and the passenger car mirror, there is a proper connection between the anti-vibration system and the mechanical vibrator system to prevent the high frequency wave from falling. (3)The wheels of 12mm diameter are directly connected to the axle, and the speed of the optical axis is minimized. The center of the trolley is connected to the axle, and the speed stability is ensured. The main cause of the error is the wheel diameter, the type of the wheel, the method of keeping the wheel diameter. The influence is relatively small. The high frequency component is increased. The position error is about 50μm. It is difficult to measure the high frequency components above 200Hz with existing length measuring needles. In this study, the basic structure of optical delay line is found to be transparent, the fabrication of precision high-speed optical delay line is detailed, and the practical application test is determined. High accuracy of measurement method, new research, very small friction variation, evaluation of effectiveness of separation and maintenance method, test of high speed delay line and 2-way reproduction, etc.