CGH干渉計と超精密研削によるセグメント鏡の開発

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本研究の目的である岡山3.8m望遠鏡の主鏡形状が昨年度末に決定したので、光学系の最適化と光学部品に要求される製作・設置公差を求め評価した。一部のレンズに設置困難な精度が求められたので、この部分の光学設計を見直した。最終的に得られた公差内に光学部品を設置できるよう、レンズセル・光学ベンチなど機械部分の設計を行った。CGH干渉計を測定塔に正確に設置するための位置調整ステージの設計を行った。設計の過程で被検面-CGH干渉計間の距離(約10000mm)に要求される精度が±3μm程度と非常に厳しいことが判明した。被検面-干渉計間の距離測定装置としてレーザー干渉距離計を所属研究室の学生と共同して開発した。測定分解能は<80nm(必要精度は3μm)、測定レンジは実験室内で測定可能な5000mm以上であることを確認した(要求される測定レンジは10000mm)。ただし現状ではレーザー発振波長・偏光度の時間安定性に問題がある。被検鏡面に合わせたCGHパターンを計算するプログラムを改良し計算時間を短縮した。昨年度開発のプログラムではCGH1種類につき約10日程度の計算時間が必要であった。アルゴリズムを見直すことでこれを約半日で済むよう改良した。測定対象となる口径3.78m 18分割鏡は内周(6分割)と外周(12分割)の2種類の鏡面で構成されるため測定用のCGHも2種類必要である。このプログラムを用いて実際に2種類のCGHのパターンデータを作成した。共同研究で進められている大型研削盤の製作が現在行われている。既存の研削盤による試験研削は昨年度まに得た結果を引き継いで、共同研究者である京都大学理学部宇宙物理学教室が行っている。