次世代高分散分光器用ZnS製イマージョングレーティングの実現

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我々は次世代の30m望遠鏡およびスペース望遠鏡に適用可能な、近赤外線および可視光用の高分散素子であるZnS製イマージョングレーティングの開発を進めている。本年度は、まずマルチスペクトラルタイプのCVD-ZnSの内部減光の実測を実施し、その結果を発表した(Ikeda et al., Optical Engineering 48 804001(2009))。CVD-ZnSは多結晶材料であるため、内部吸収のみならず多結晶を構成するクラスタによる内部散乱による減光が問題になる場合がある。しかしながら、一般には内部減光しか議論されておらず大型のバルクを用いるイマージョングレーティングにおいては、まずその実現性を確認する必要があった。得られた内部吸収および内部散乱の測定結果を現在想定しているイマージョングレーティングの設計に適応させたモデル計算を実施した結果、目的の天体に対して目標とする感度が十分得られることが分かった。さらに、そのイマージョングレーティングを用いた次世代望遠鏡用の近赤外線高分散分光器の光学設計および想定される性能についても検討した(小林他:日本天文学会秋季年会(2009)、小林他:日本天文学会春季年会(2010))。本設計および開発検討は、ハワイ大学の赤外線グループ(PI : A.Tokunaga)とも共同で進めている。ZnS製イマージョングレーティングの有用性、および光学設計を通しての実現解が存在することが分かったので、来年度はいよいよ加工試験を実施しその光学試験を実施する予定である。また、そのための光学実験試験設備の準備も現在進めている。