系外惑星直接観測のための干渉光学システムの研究

本研究では,UNI-PAC,(2段)立体サニャックナル干渉計の個別および総合的な機能・性能向上を目的とし,また,全体の光学システムを完成させ,10桁の消光比を得ることを目的とする.UNI部に面精度の高い光学素子を導入したことで面精度が向上し,また,安定な光学マウントを導入することでナル干渉後の出力波面が安定した.さらに,PAC補償光学の制御アルゴリズムの改善も加え,波面の位相誤差・振幅誤差ともに,従来より高い約λ/100rms(λ/640rms相当)の波面補償精度に速く収束するようになった.そして,振幅比を変化させることで,理論通りの波面誤差の拡大率が得られることを証明し,高精度波面補正を実行できることを証明した.また,立体サニャック干渉計型コロナグラフを結合して測定したPAC補償光学による焦点面でのスペックルの低減も約1桁向上し,UNI-PAC法の原理実証をした.この結果より,レーザ学会学術講演会での招待講演,外国学術雑誌(OPTICS EXPRESS)への掲載が決定した(次項参照).また,波面補正精度の向上,焦点面でのスペックル低減領域拡大のため,6×6素子のシャックハルトマン波面センサー,可変形鏡(精度～λ/250rms,中心から0～3λ/Dの範囲に対応)から,12×12素子(精度～λ/1000rms,中心から0～6λ/Dの範囲に対応)へ多素子化を行った.12×12素子の波面センサーと可変形鏡を用いた補償光学の精度が～λ/3000rmsまで可能であることを確認し,PAC部への導入を進めている.コロナグラフとして高コントラスト光学システムに導入を検討している2段立体サニャックナル干渉計では,実際の光学素子のパラメータを考慮した数値シミュレーションにより考察検討を行い,波長無依存性,面光源に対しても高い消光比が得られることを確認した.これらの結果をもとに,光学配置を決定し,現在原理実証の実験推進中である.

本研究では,UNI-PAC,(2段)立体サニャックナル干渉計の個別および総合的な機能・性能向上を目的とし,また,全体の光学システムを完成させ,10桁の消光比を得ることを目的とする.UNI部に面精度の高い光学素子を導入したことで面精度が向上し,また,安定な光学マウントを導入することでナル干渉後の出力波面が安定した.さらに,PAC補償光学の制御アルゴリズムの改善も加え,波面の位相誤差・振幅誤差ともに,従来より高い約λ/100rms(λ/640rms相当)の波面補償精度に速く収束するようになった.そして,振幅比を変化させることで,理論通りの波面誤差の拡大率が得られることを証明し,高精度波面補正を実行できることを証明した.また,立体サニャック干渉計型コロナグラフを結合して測定したPAC補償光学による焦点面でのスペックルの低減も約1桁向上し,UNI-PAC法の原理実証をした.この結果より,レーザ学会学術講演会での招待講演,外国学術雑誌(OPTICS EXPRESS)への掲載が決定した(次項参照).また,波面補正精度の向上,焦点面でのスペックル低減領域拡大のため,6×6素子のシャックハルトマン波面センサー,可変形鏡(精度～λ/250rms,中心から0～3λ/Dの範囲に対応)から,12×12素子(精度～λ/1000rms,中心から0～6λ/Dの範囲に対応)へ多素子化を行った.12×12素子の波面センサーと可変形鏡を用いた補償光学の精度が～λ/3000rmsまで可能であることを確認し,PAC部への導入を進めている.コロナグラフとして高コントラスト光学システムに導入を検討している2段立体サニャックナル干渉計では,実際の光学素子のパラメータを考慮した数値シミュレーションにより考察検討を行い,波長無依存性,面光源に対しても高い消光比が得られることを確認した.これらの結果をもとに,光学配置を決定し,現在原理実証の実験推進中である.