Transcript PowerPoint プレゼンテーション - SiC超軽量大型ミラー

Immersion gratingの開発
海老塚 昇・森田 晋也・清水 智行・尹 韶
輝・山形 豊・大森 整（理化学研究所）・
若木 守明（東海大・光工学）・所 仁志・
平原 靖大（名大・地球惑星）
波長8〜13μmの中間赤外線領域
• 分光学的な有機物の”指紋領域”として重要なバンド。
• SI-O骨格振動モードは鉱物や非晶質の各種固体珪酸塩の構
造決定に豊富な情報をもたらす。
• 星間空間における炭素や珪素の化学的な挙動を原子・分子
レベルで解き明かすことにより、宇宙における物質の進
化・輪廻についての新しい描像が得られる。
• 星間分子の観測するのに必要な分解能：R=λ/Δλは、星形成
領域ではR〜200,000。
• 炭素質および珪酸塩微粒子の形成場である晩期型星周辺大
気ではR〜50,000。
1,000,000
100,000
Prototype IRHS
for NIR
..
HDS
10,000
IRHS
Proto
type
IRCS
1,000
FOCAS
100
R
is
ol
vi
m
g
P
ow
er
CIAO
COMICS
OHS
(CISCO)
10
Suprime-Cam
1
0.3
0.5
1.0
5.0
2.0
Wavelength
10.0
20.0
(μm)
すばる望遠鏡観測装置の波長帯域と分解能
各種回折格子の光路差
L
L
L
ns
L=2L
(a) Reflection grating
L=(ns-1)L
(b) Grism
ns
L=2nsL
(c) Immersion grating
通常の反射型回折格子等を用いた分散型分光器の場合は波長10μmに
おいてR〜200,000を達成するためには400mm程度のコリメートビー
ム径が必要なので、装置全体を50K以下に冷却するための真空容器
を含めると100m3程度の容積になってしまう。
ゲルマニウムの屈折率は1.6〜20μmにおいてn〜4なので、ゲルマニ
ウムImmersion gratingを用いることにより、通常の反射型回折格子
に対して1/4のサイズすなわち1/64の体積で同一の分解能を得ること
ができる。
中間赤外線高分散分光器（IRHS)
低温の暗黒星雲の中に存在する分子の振動遷移等を観測するために波長
10μm帯にて分解能：R=l/l〜200,000を達成することを目指している。
ELID鏡面研削法
•鋳鉄粉にダイアモンドの微粒子を混練して焼結した“と
んでもなく堅い砥石”を使用。
•鋳鉄を電解して砥石の表面にダイアモンド砥粒を適切に
突出。
•電解によって形成された酸化鉄や水酸化鉄が絶縁体とし
て電流値を受動的に制御するばかりでなく、ダイアモン
ド砥粒の保護や研磨にも関与。
超精密3Dプロファイル加工装置
X,Y,Z軸 ：クロスローラーガイド
ストローク ：X=300mm, Y=75mm, Z=150mm
制御分解能 ：1.0nm
C軸
：エアスピンドル
割出し分解能：1/10,000°
30 x 30 x 72 [mm],
α=68.75 ゜ ,
R〜 50,000@10μm
Immersion grating
の試作
No.3,
PV: 961nm,
rms: 154nm
No.4,
PV: 583nm,
rms: 87nm
No.5,
PV: 577nm,
rms: 107nm
回折光波面 (633nm)および回折像 (10.6μm)

Intencity [Normarized]

回折像のプロファイル
Reference
No.3
No.4
No.5




-1000
-500
0
[Micron]
500
1000
10.6μmの炭酸ガスレーザーを使用した回折像の測定。No.4は10μm帯
においてR〜4,4000を達成できると見積もられている。
サイズ：120×
120×270mmの
ゲルマニウム
プリズム基板
10μm の 赤 外 線 映
像。厚さ120mmの
ゲルマニウムを透
してハンダゴテが
見える。⇨
120×270×5 mmの
ゲルマニウム基板
を用いた試験加工
プロトタイプIRHS
R〜50,000@10μm