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天体光学応用を目指した幾何学位相回折素子の超高精度化に関する研究

针对天文光学应用的超高精度几何相位衍射元件研究

基本信息

批准号：
22H01986
负责人：
小野浩司
金额：
$ 11.48万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

天文光学において天体望遠鏡に利用される補償光学においては、精度向上のため、波長の短い紫外域での偏光制御素子が必要とされている。我々は、光配向性高分子液晶に偏光紫外光を偏光ホログラム等の手法で変調露光して幾何学位相を形成することで偏光素子を形成している。本素子を紫外線領域で使用できるようにするため、光配向性高分子液晶における官能基密度を最適化し、紫外線劣化の生じない素子の形成に成功し、補償光学用途に使える偏光制御素子の形成に成功した。天文光学におけるコロナグラフに使用されるq-plateは赤外域での使用が想定されている。そこでこれまで可視域で検討してきた光配向性高分子液晶を用いた幾何学位相素子を赤外域に拡張することの検討を開始した。近赤外機においては、十分な位相差を稼ぐため、石英基板上に形成した光配向層上に光重合性の液晶材料層を形成し、回折効率がほぼ１００％の素子の形成に成功した。さらに、中赤外、遠赤外域での素子を形成するため、基板材料の検討を行い、フッ化バリウム基板が波長11μm近辺まで透過率９０％以上であり、中赤外、遠赤外での幾何学位相回折素子の形成に適していることを見出した。また、液晶材料の赤外スペクトルの測定を行い、中赤外、遠赤外でも幾何学位相を形成出来ることを確認した。精度の向上については、まず幾何学位相回折格子を形成する際の偏光干渉露光法において、２光波の強度、偏光楕円率、波面精度、が素子の精度に及ぼす影響について、理論およびシミュレータを作成し、精度向上に向けて必要な因子について確認した。

Astronomical optics and astronomical telescopes are used in compensation optics, which are necessary for high accuracy and polarization control in the short ultraviolet range. The optical alignment polymer liquid crystal is used for polarizing ultraviolet light, polarizing light and other methods to modulate light, form geometric phase, and form polarizers. This element is used in the ultraviolet field, the density of functional groups in photoalignment polymer liquid crystals is optimized, the formation of ultraviolet degradation elements is successful, and the formation of polarization control elements is successful in compensating optical applications. Astronomical Optics: The Q-Plate and the Red Domain This is the beginning of a study of photoalignment polymer liquid crystals using geometric phase elements. The optical alignment layer on the quartz substrate was successfully formed with a refractive efficiency of 100%. In addition, the substrate material has a transmittance of more than 90% at the wavelength of 11μm, and the geometric phase inversion element is formed in the middle, middle and far red regions. The geometric phase of the liquid crystal material is determined in the middle, middle and far directions. The accuracy of the polarized light exposure method during the formation of the geometric phase reflection lattice is upward, and the intensity of the light wave, the polarization ratio, the wavefront accuracy, the accuracy of the elements, and the influence of the theory are upward. The necessary factors are confirmed.

项目成果

期刊论文数量（18）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Theoretical determination of biaxial anisotropy suitable for reducing incident angle dependence of a high-efficiency polarization grating

适用于减少高效偏振光栅入射角依赖性的双轴各向异性的理论测定

DOI：
10.1364/josab.459804
发表时间：
2022
期刊：
Journal of the Optical Society of America B
影响因子：
0
作者：
Momosaki Ryusei;Sakamoto Moritsugu;Noda Kohei;Tamayama Yasuhiro;Sasaki Tomoyuki;Unuma Takeya;Sakai Takeya;Hattori Yukitoshi;Kawatsuki Nobuhiro;Ono Hiroshi
通讯作者：
Ono Hiroshi

Photoinduced Reorientation and Polarized Fluorescence of a Photoalignable Liquid Crystalline Polymer

光致取向液晶聚合物的光诱导重新取向和偏振荧光

DOI：
10.3390/app12136440
发表时间：
2022
期刊：
Applied Sciences
影响因子：
0
作者：
Furukawa Hiroki;Yamaguchi Hinano;Kondo Mizuho;Sakamoto Moritsugu;Sasaki Tomoyuki;Ono Hiroshi;Kawatsuki Nobuhiro
通讯作者：
Kawatsuki Nobuhiro

Control of diffraction beam and polarized fluorescence based on photoalignment and polarization gratings in liquid crystalline polymeric film.

基于液晶聚合物薄膜中的光对准和偏振光栅的衍射光束和偏振荧光的控制。