共同研究成果報告書
平成２８年３月３１日
研究代表者：氏

名

所属・職
研究題目：

秋山 正幸
理学研究科 准教授
TMT-AGE: TMT-Analyzer for Galaxies in the Early universe

１．研究の実績(1)研究の実施日程
実

施

日

程研究項目
4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

多天体補償光学系実証
広視野補償光学系光学設計
多天体面分光器
光学設計
小型可変形鏡の開発(2)研究の成果の説明
ここでは今年度の共同研究成果に絞って報告し、平成24年度から平成27年度にわたる検討によるまとめを補足資料として添付する。
1. 多天体補償光学系実証試験と性能評価
我々はトモグラフィー大気揺らぎ推定法に基づく多天体補償光学において、特に広視野を実現することをめざし、複タイムステップ-トモグラフィー法を提案している。複タイムステップ-トモグラフ
ィー法を次世代 30m 望遠鏡に用いた場合の多天体補償光学の性能評価を行った。今年度は特に解析的な計算による性能評価を行い、計算機シミュレーションで得られる性能評価とコンシステントな評価が得られた。複タイムステップ-トモグラフィー法を用いれば、直径 10 分角という広視野の補正においても良い補償性能が得られることが分かった。以上の成果を取りまとめて JOSAA にて査読論文として報告した。
計算機上でのシミュレーションだけではなく、すばる望遠鏡の持込み装置である多天体補償光学の実証装置 RAVEN のキャリブレーションユニットを用いて、すばる望遠鏡の多天体補償光学を想定した光学系でのシミュレーションを行った。複タイムステップ-トモグラフィー法を用いた場合の古典的トモグラフィー法に対する性能向上は、光学シミュレーション結果と計算機上でのシミュレーション結果でコンシステントな結果が得られた。さらにすばる望遠鏡を用いた実際の天体による試験観測を2015年6月に行い、トモグラフィー補償光学が機能することを実証した。複タイムステップ-トモグラ
フィー法を制御計算機に実装して性能評価試験を行ったが、実際の天体の観測においては古典的トモグラフィー法に比べて複タイムステップ-トモグラフィー法による性能向上は見られなかった。波面センサーデータのオフラインでの解析結果はドームシーイングなど風の流れによる移動とは異なるパターンを持つ大気揺らぎが複タイムステップ-トモグラフィー法ではうまく扱えていないことが示唆された。この点は今後改善が必要となる。これらの結果は大野良人の博士論文および山崎公大の修士論文として取りまとめた。
大気位相板を購入し、次世代 30m 望遠鏡の広視野補償光学の光学シミュレーションを行うための光学系を実験室に組み上げて、波面測定の試験を行った。次世代 30m 望遠鏡のトモグラフィー補償光学の実験システムとして今後立ち上げを進める。
2. 広視野補償光学系の光学設計と機械設計
多天体補償光学の前置補償光学として、視野内で共通の大気揺らぎ成分を補償する前置補償光学系の光学設計を行った。視野 10 分角の要求を満たし、かつ補償光学系として機能させるために、可変形鏡位置での瞳像のボケが十分に小さい光学系が要求される。我々はコリメータに非球面反射鏡 1 枚、カメラに非球面反射鏡 3 枚を用いた光学系を設計し、視野内で共通の大気揺らぎ成分を補償することが出来る補償光学系の光学設計の解を得た。この結果は高田大樹の修士論文として取りまとめた。注
意が必要点はこの光学系では焦点面の F 比が F3.5 と明るく、このまま多天体補償光学の前置補償光学として用いるには難しい点がある。
多天体補償光学の核となるのは焦点面に置いて多天体の像をピックオフする天体ピックオフアーム機構である。今年度はピックオフアーム機構のモックアップの設計と試作を行い、天体のピックオフアームに必要な光学アラインメント機構について検討を行った。
3. 多天体面分光器の光学設計とイメージスライサーの開発
多天体面分光器に用いる分光器の光学設計について、昨年度までの検討からパラメータを変更し、高空間分解能モードに付随した大 F 比 (入射 F24、出射 F7.5) に特化した分光器について要求されるパラメータを最適化して、光学設計を行った。この結果、低空間分解能モードと同居することを考えた昨年度の設計では 4 枚 8 面のレンズのカメラ系と 9 枚 18 面のレンズのコリメータ系が必要とされていたが、高空間分解能モードのみに特化した場合には 2 枚 4 面のレンズのカメラ系と 5 枚10 面のレンズのコリメータ系で十分な性能が得られることが判明した。低空間分解能モードと高空間分解能モードは別の光学系で実現する方が良いことが示唆された。
イメージスライサーについては製作手法の確立を進めた。アルミニウム合金を切削加工し、面精度や面粗さの測定を行った。シェーバー加工とエンドミル加工による加工の比較を行った。最終的には切削の後、エンドミル加工で 3nm r.m.s. の良好な表面粗さを達成した。
4. 小型多素子可変形鏡の開発
小型多素子で大ストロークを実現する MEMS 可変形鏡の開発を進めた。今年度はこれまでの設計から改良し、メンブレンミラーをポスト構造で支える可変形鏡の試作を行った。構造を成立させる製作プロセスは確立した。次のステップとしては小素子数の可変形鏡の試作を行い、ストロークの大きさなど測定を進める予定である。

使用実績報告書
１．総括表

支設備備品費3,500,000

2,206,792

2,206,792

消耗品費160,000

1,204,808

1,204,8080248,400

248,400

合計

3,660,000

3,660,000

3,660,000

研究費の額

3,660,000

3,660,000

自己調達額

00

その他

00

3,660,000

3,660,000

出

区分

費

目

予算額（円）

その他の経費収入合計

研究費の充当額（円）

決算額（円）

備 考

２．決算費目別内訳(Ａ)支出
ａ 設備備品費
種 別

仕 様

光移動部装
置
「内外エレ光学装置
クトロニク
ス㈱製」
位相板
PRP-100-TOH
光学部品（輸入消費税含む）

計

数量

11単価
(円)

金額
(円)

1,499,591 1,499,591

707,201

707,2012,206,792

発注年月日 引取年月日 支払年月日

27.10.15

27.10.27

28.1.27

28.2.1

備 考

28.2.25

28.1.27

位相板655,201円
輸入消費税52,000円

ｂ 消耗品費
種 別
光学部品
光学部品

仕 様

数量

1/2inch Variable Zoom Lens
tube SM05V05
1/2inch Diameter Lens tube
0.30 inches long SM05L03

単 価（円）

金 額(円)

支払年月日

44,016

16,062 27.9.25

41,8957,580 27.9.25

光学部品

1/2 retaining ring SM05RR

4562

2,248 27.9.25

光学部品SM05 to SM1 Adapter SM1A6

42,633

10,532 27.9.25

光学部品

Adapter,Threads

42,633

10,532 27.9.25

1494,640

494,640 27.9.25

156,32756,327 27.9.25

416,92967,716 27.9.25

ExternalC-Mount

電子計算機 ﾃﾞｽｸﾄｯﾌﾟﾊﾟｿｺﾝ MAS-i7WX

光学部品

光学部品

PAC095 Visible Achromatic
DoubletLens
76.2mmDiameter,250mm EFL, 400 - 700
nm
PAC024 Visible Achromatic
DoubletLens
12.7mmDiameter,31.8mm EFL, 400 - 700nm

光学部品

FiberHead 支持板

58,64043,200 27.9.25

光学部品

Asterism1 支持板

121,600

21,600 27.9.25

光学部品

TS ｱｸﾛﾏﾃｨｯｸﾚﾝｽﾞ 50x100 VIS
０°118,954

18,954 27.9.25

光学部品

ﾚﾝｽﾞﾎﾙﾀﾞｰ M6 & U1/4 76.2MM

17,776

7,776 27.9.25

光学部品

ﾚﾝｽﾞﾎﾙﾀﾞｰ（T1=18MM)

14,536

4,536 27.9.25

光学部品

TS ポスト用カラー

20

1,404

28,080 27.9.25

電子基盤

ｱﾅﾛｸﾞ入出力ﾎﾞｰﾄﾞ PEX-340416

159,724

59,724 27.10.23

310,260

30,780 27.11.25

58,20841,040 27.11.25

122,572

22,572 27.11.25

126,622

26,622 27.11.25

113,311

13,311 27.11.25

12,7542,754 27.11.25

光学部品
光学部品
光学部品
光学部品
光学部品
光学部品

M6 & U1/4 50MM

ｷﾈﾏﾃｨｯｸﾐﾗｰﾎﾙﾀﾞｰ用傾斜ﾐﾗｰｱﾀﾞ
ﾌﾟﾀ MHG-30KAD
ｷﾈﾏﾃｨｯｸﾐﾗｰﾎﾙﾀﾞｰ（ﾉﾐﾛｯｸ）
MHG-MP30-NL
XY 軸 ﾈ ｼ ﾞ
送りｽﾃｰｼﾞ
TAS-24302
送りねじ（短リード）ＸＹ軸ア
リ式ステージ B08-2
送りねじ（短リード）Ｘ軸アリ式ステージ B08-1
Z 軸ブラケット A47-1N

備 考
内税単価調整

光学部品
光学部品
光学部品

光学部品

光学部品
光学部品

ＴＳ λ/8 楕円型平面ミラー
EN-AL 26.97X38.15
ＴＳ マウント変換アダプター
S メス-C オス
ＴＳ Ｓマウント 単レンズホルダー 12.5-12.7MMＴＳ Ｓマウント アクロマー
ト レ ン ズ ホ ル ダ ー
12.5-12.7MM
RetainningRing M23.2X0.75（送料含む）
AdapterRing
C-mount
M23.2X0.75（送料含む）

39,82829,484 27.11.25

26,318

12,636 27.11.25

210,260

20,520 27.11.25

410,260

41,040 27.11.25

51,547

7,735 27.12.25

52,212

11,057 27.12.25

記録装置

ｱｲｵｰﾃﾞｰﾀ HDD HDCL-UT4.0KC

220,800

41,600 27.12.25

光学部品

ﾀﾞﾌﾞﾃｲﾙ式ｵﾌﾟﾃｨｶﾙﾚｰﾙ 304.8MM

116,740

16,740 28.3.25

光学部品

ﾀﾞﾌﾞﾃｲﾙﾚｰﾙ用ﾍﾞﾝﾁｷｬﾘｱ 50.8MM

111,124

11,124 28.3.25

14,037

4,037 28.3.25

18,677

8,677 28.3.25

19,2669,266 28.3.25

3786

2,358 28.3.25

11,0291,029 28.3.25

1802802 28.3.25

1100100 28.3.25

11717 28.3.25

光学部品
光学部品
光学部品
光学部品
通信部品

Stackable lens tube for 2"
optic-usable depth 1" SM2L10
Metric 60mm Slip Plate
Positioner SPT2/M
50um MOUNTED PINHOLE P50S
Mounting Base, 25mm×75mm×10mm BA1/M
LAN ケ ー ブ ル
SANWA
KB-FL6E-30LB

研究成果記
三菱化学 DVD-R DHR47JPP10
録用品
研究成果記
三菱化学 DVD-R DHR47JP20V1
録用品
研究成果整
COOP W ｸﾘｯﾌﾟ 豆 CO-ｸﾘ-36N
理用品
計

1,204,808

内税単価
調整ｃ その他の経費
種 別

摘 要

数量単価(円)

金額(円)

発注年月日

引取年月日

支払年月日

光学設計

ＴＭＴ多
天体補償
光学装置
「長スリット大Ｆ
比近赤外線分光器
光学系検討」

1248,400

248,400

28.1.2828.3.828.3.25計

備考

248,400

(Ｂ)収入
種別

研究費の額

摘要

国立天文台からの振込

金

額 (円)

備3,660,000

自己調達額

0そ0の計

他

考

3,660,000（注）共同研究の実施に際し、収入を得た場合や取引相手先からの納入遅延金が発生した場合には、収入の欄におけるその他に計上すること。