東広島天文台

装置開発の状況2010年岡山ユーザーズミーティング
広島大学 宇宙科学センター 川端弘治
かなた望遠鏡チーム

開発中の装置• HONIR （可視赤外線同時カメラ）‒ TRISPECの後継機‒ 開発フェーズが続いている• HOWPol（１露出型広視野偏光撮像器）‒ 開発フェーズが終了しつつある• 近赤外検出器‒ 浜ホト製 InGaAs素子の性能評価と将来の大フォーマット

• 環境モニター（スカイモニター、雨滴センサー）2

可視赤外線同時カメラ

HONIR
Hiroshima Optical and Near-InfraRed camera
開発グループ※毎週水曜日TVミーティング（広島大）
先本清志、原尾達也、宮本久嗣、小松智之、笹田真人、上原岳士、川端弘治、吉田道利（国立天文台）山下卓也、中屋秀彦、中島亜紗美※ 先本ポスターも参照
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HONIR光学系 : 光路図
可視検出器（HPK CCD）
コリメータ

Opt カメラIR2 カメラ

VIRGO-2K

ダイクロイックミラー

IR1 カメラ赤外検出器＃２（未定）

可視・近赤外線3バンド同時観測（最終目標）⇒ 当面は可視・近赤外線2バンドで偏光モード・分光モード×偏光モードを搭載
4ＴＲＩＳＰＥＣの後継機
かなたに最適化

HONIR光学系 : 設計仕様

可視バンド（Opt）
視野
ピクセルサイズ10′10′

収差 (80％EncircledEnergy)
85K⇒常温での焦点移動量（視野中央）

10′20μm 20μm
0.30 ″/ pixel

光学瞳像
透過率

10′15μm 15μm

ピクセルスケール

使用波長域

赤外バンド（IR1, IR2）

φ26ｍｍ
0.5-0.9μm

1.15-1.35μm、1.5-2.4μm

40-55％ at 450＜λ＜1000nm

40-55％ at 1100＜λ＜2400nm

5.4μm ＠85K
（95μm ＠293K）

J: 12μm HK: 17μm ＠85K
(J: 93μm HK: 96μm ＠85K）+4.3 mm+5.6 mm※使用温度 70-100K、使用気圧0気圧

5ＴＲＩＳＰＥＣとの比較
TRISPEC

HONIR

検出器

OPT: ５１２ ５１２
IR2: ２５６ ２５６

OPT: ２０４８ ２０４８
IR2: ２０４８ ２０４８

視野

OPT: 7分角
IR2: 7分角

OPT: 10分角
IR2: 10分角

ピクセルスケール

OPT: 0.82”/pix
IR2: 1.65”/pix

OPT: 0.29”/pix
IR2: 0.29”/pix

観測効率（5秒積分）

IR2:40%IR2(VIRGO）:53%(4ch-mode)
88%(16ch-mode)

・検出器が大フォーマット
・ピクセルスケールがシーイングとマッチ→適正なサンプリング（0.3″/pix）で撮像!
（cf. 東広島天文台のベストシーイング 1″）→スカイレベルが相対的に減少
Ｋバンドの限界等級が3等程度下がる
6HONIR本体内部の様子
入射窓

フィルターホイール

１．２ｍ

筐体

CCDスリットホイール

コールドボックス
ひとみホイール

フィルターホイール

冷凍機
赤外アレイ
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HONIR制御系
シャッター制御

検出器ＰＣ

モータPC

検出器（可視・赤外）
温度制御

モーター

検出器PC

温度・真空モニター

モータＰＣ
モーター制御（フィルター、プリズム、温度モニター
温度コントロール

瞳マスク、焦点マスク）
シャッター制御

検出器制御

リモートPC（制御室）から統一制御
8制御室PCHONIR 開発の進捗: 真空容器・筐体[2009年前期]
光学系、駆動系を入れた状態
で真空保持が悪い（到達10-4 Torr、保持1-2時間）
アウトガスの調査、およびヘリウムリーク試験などによる漏れ箇所の特定と対処（2009.6-）
だいぶ改善した。あともう一歩（到達10-6 Torr、保持˜1週間）⇒モレキュラーシーブの導入
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熱シールドを付けない状態で<10-2 Torrを1週間保持

HONIR 開発の進捗: 光学系
2009年2月の撮像ファーストライト⇒ 大きな収差 （FWHM 1.6 - 4″）
レンズ・レンズホルダーの偏心測
定、型の存在を確認（一部の部品の面取りが原因）

原尾

レンズ系の再組み上げ（手作業）
公差内になるように反復調整（冷却による収縮を考慮）
冷却しての試験はこれから
グリズム、偏光プリズムは設計中
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先本HONIR 開発の進捗: 制御系
光学系のホイール駆動はＯＫ・焦点マスク・光学瞳（cold stop）マスク・フィルター・プリズム（励磁OFF等、微調整中）
シャッター（常温）を設計、導入・駆動試験中・ホイール駆動ＰＣと同じＰＣで制御

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HONIR 開発の進捗: 検出器系

• IR2（VIRGO）, Opt（HPK CCD）の単体駆動は2009年2月までに完了（Messia5+Mfront2/MACS2）

Reytheon Virgo2k2k HgCdTe• ２検出器の同時駆動はこれから（Messia5/DSPカード導入済）
Messia512HPK
2k4k Si (FD)HONIR まとめ•筐体・真空冷却系‒ この１年でだいぶ改善 〜１週間は増し引き不要に‒ モレキュラーシーブを導入して様子をみる•光学系‒ レンズ系を念入りに組み上げ中 残りはコリメータ‒ 撮像用の光学素子は既に揃っている‒ 分光用、偏光用、較正用の素子を設計中••

2010年度中に‒ 光学素子切り替えのホイールはだいたい完了 撮像モードの完成目指す‒ 可視用光学シャッターを導入中
2011年度中に検出器
分光・偏光モード立ち上げ
制御系‒ 単体での制御は2009年初頭までに完‒ ２バンド同時制御はこれから 大きな問題はなさそう•

その他•オートガイダーはHOWPolと同類のものを導入予定
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HOWPol: 1露出型広視野偏光撮像器
Hiroshima One-shot Wide-field Polarimeter
小松智之、田中祐行、千代延真吾、永江修、川端弘治
中屋秀彦 （国立天文台）※ 小松ポスターも参照
2008年11月より観測開始（GRBモードは2009年5月より）

波長域450nm-1100nm

観測モード

広視野撮像 (15’ circle)
偏光撮像（１露出型 7 7分角視野／1 15分角）
Swift/BATのガンマ線バースト位置誤差をカバー
分光 (λ/dλ＝ ˜400 )検出器

2k4k 裏面照射・完全空乏型 CCDs (浜ホト製) 2ヶ14

新しい偏光プリズム（広視野 2010.4〜）

日東光器が加工

フルウチ化学製

ルチル
インゴット

方解石と同程度の複屈折性（ne-no=0.24）
方解石よりきわめて小さい線膨張率の軸差⇒大型のものでも気温差による熱破壊なし（最近、大型の硝材が手に入るように）
15広視野偏光撮像モードの取得画像
7×7分角
拡大ゴースト

••7 7分角視野の４方位（0, 45, 90, 135度）の直線偏光像 → １露出で Stokes I, Q, U を導出
ルチル(n〜2.4)の色分散による低分散分光→ 偏光分光測光（R = 10 - 50）も可

Rバンド（強調）
40秒角

625nm

限界等級： 10分⊿p=0.2%で R = 13.3 等 （R filterを通すと 14.2等）(スカイ輝度17.5等/arcsec2、FWHM 3″)

上面ウェッジによるゴーストあり（左右方向）
小松ポスター参照

16R~50500nm

40秒角

Rバンド

750nm
875nm
1000nm分散素子 グリズム〜
月1年2010低分散型（2010〜）
プリズム： BK7 頂角25.67°
格子数： 420本/mm 620nmブレーズ
オーダーソートフィルター： 64R
波長域： 450--1050nm (620nm中心)
波長分散： 平均 2.45Å/pixel
分解能(2.3秒角幅slit) ： 18.8Å
λ/Δλ~330、 Δv~910 km/s

高分散型（未開発）

定

未時期

プリズム： ZnSe 頂角20°×2
VPH格子： 1579本/mm
波長域： 600-790nm (688nm中心)
分解能(2.3秒角幅slit) ：λ/Δλ~2300、Δv~130km/s

導入

1717器械偏光の再現性（狭視野型プリズム）

緯度 赤緯

HD 126184 (δ = -07°)

時角

HD 154892 (δ = +16°)

HD 212311 (δ = +58°)

q, uqu

時角（ｈｒ）

時角（ｈｒ）

時角（ｈｒ）（小松 2010春季天文学会

フィットしたモデル曲線からのずれ σ = 0.13-0.2 %任意のδの天体に対し、Δp〜0.2%精度で推定可
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ＨＯＷＰｏｌのまとめ•

撮像モード‒ 前年に続き、快調に活躍中 限界等級 R=21.0等（10分⊿R=0.1等）‒ 実効シーイングサイズ 〜2″(追尾誤差込)•偏光撮像モード‒ 4%器械偏光の安定性 → 狭視野型での較正法は、ほぼ確立‒ １露出型でも0.2%精度で器械偏光が求められる‒ 広視野型１露出型（ＧＲＢ用）が始動（2010年3月〜） 較正データ取得中•分光モード‒ R=380, 450-1050nm BK7製グリズムが2010年1月より始動‒ 高分散（R=2300）の導入を検討中

•その他
‒‒
‒
‒

冷凍機、シャッタートラブル
CaF2窓の結露、ファン導入
SMOKAにてデータ公開が始まった（2010年6月〜）
オートガイダーの整備を予定
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その他
・高速分光器開発終了、運用中 （京都大ＰＩ）
・赤外検出器
HPK製InGaAsセンサー（64×64）の冷却時性能試験
大フォーマット化の追求
・環境モニター• 新スカイモニター 導入中 （みさと天文台・小澤さん）• 雨滴センサー 導入中 （上原、奥嶋）20