超小型衛星搭載を目指した高安定度ファブリペロー干渉計の開発

开发安装在微型卫星上的高稳定性法布里-珀罗干涉仪

• 批准号: 18684026
• 负责人: 吉川 一朗
• 金额: $ 10.82万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18684026/
• 关键词: ファブリペロー干渉計; 惑星大気; 光学観測; 小型衛星; 惑星大気光; 惑星探査

はじめに、合成石英同士のオプティカル・コンタクトで必要な面精度を確認しておいた。接合させた2枚の平面基板(面精度・・20)の上端に5kg重の引っ張り荷重を加え、その耐性を評価した。また、両端で60Kの温度差が生じるように片側の合成石英板を急激に熱し、温度耐性を評価した。これらの予備実験から、合成石英同士をオプティカル・コンタクトさせる場合には、・/20の面精度が必要であるという結論を得た。本研究で開発する面間隔固定型FPIには、スペーサの材質に低膨張ガラス(ゼロデュア:線膨張係数<0.5×10^<-7>/K)を使用する。エタロン板(合成石英)とスペーサとの間はオプティカル・コンタクトで接合し、一組のエタロン板の面間隔を3つのスペーサで固定する。合成石英とゼロデュアという異なる材質でもオプティカル・コンタクトで接合できることが解かった。面間隔固定型FPIを設計し、試作・試験を行った。両面の間隔が異なる2組のエタロンを重ねることにより、50以上の合成フィネスを達成した。エタロン2はタンデムエタロンの波長分解能(目標値:半値全幅50mA)を決め、エタロン1は、エタロン2で生じる複数の干渉縞の中から、必要な次数のみを取り出す仕組みである。最後に、2組のエタロンの傾度調整をすることで、干渉縞を重ね合わせ、高いフィネスを達成することに成功した。しかし、測定結果と理論曲線との比較から、各エタロンのフィネスは24であることがわかった。エタロン2の半値全幅(73mA)は目標とする50mAを達成できなかった。これらは、エタロンの平行度を完全には調整できなかったことに起因する。数値計算から平行面からのずれは0.09秒角であることが解った。これは、3つのスペーサの長さに12.8nmの差があったことを意味する。今回用意した板バネの弾性力では、これを克服することはできず、課題として残った。

首先，我们确认了合成石英之间光学接触所需的表面精度。将5kg的拉伸负载施加到两个粘合的平面基板（表面精度：20）的上边缘，并评估其电阻。我们还通过快速加热一侧的合成石英板以使两端之间有 60K 的温差来评估耐温性。从这些初步实验中，我们得出结论，光学接触合成石英时需要 /20 的表面精度。本研究开发的固定面间隔型FPI使用低膨胀玻璃（Zerodur：线膨胀系数<0.5×10^<-7>/K）作为间隔材料。标准具板（合成石英）和垫片通过光学接触接合，并且一对标准具板的表面之间的距离由三个垫片固定。人们发现，不同的材料，合成石英和Zerodur，可以使用光学接触连接。我们设计了固定平面间距型FPI，并进行了样机制作和测试。通过在两侧堆叠两组不同间距的标准具，实现了超过50的复合精细度。标准具 2 决定串联标准具的波长分辨率（目标值：半峰全宽 50 mA），标准具 1 是从标准具 2 生成的多个干涉条纹中仅提取必要阶次的机制。最后，通过调整两组标准具的倾角，他们成功地实现了干涉条纹的重叠，实现了高精细度。然而，通过将测量结果与理论曲线进行比较，发现每个标准具的精细度为24。 Etalon 2 的半高全宽 (73mA) 无法达到 50mA 的目标。这些问题都是由于标准具的并行度无法完全调整造成的。数值计算表明，与平行平面的偏差为 0.09 角秒。这意味着三个间隔物的长度存在 12.8 nm 的差异。这次制备的板簧的弹力无法克服这个问题，仍然是一个问题。

项目成果

EUV remote sensing by a newly developed Mg/SiC mirror on a small satellite

在小型卫星上使用新开发的 Mg/SiC 反射镜进行 EUV 遥感

• 发表时间: 2007
• 作者: Yoshikawa;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Observation of Mercury's sodium exosphere by MSASI in the BepiColombo mission

MSASI 在 BepiColombo 任务中对水星钠外逸层的观测

• 发表时间: 2007
• 期刊: Planetary and Space Science 55
• 作者: I. Yoshikawa;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Telescope of extreme ultraviolet (TEX) onboard SELENE: science from the Moon

• DOI: 10.1186/bf03352805
• 发表时间: 2008-04
• 期刊: Earth, Planets and Space
• 作者: I. Yoshikawa;A. Yamazaki;G. Murakami;K. Yoshioka;S. Kameda;F. Ezawa-;T. Toyota;W. Miyake;M. Taguchi;M. Kikuchi;M. Nakamura

Development of Mg/SiC multilayer mirrors, Advances in X-Ray/EUV optics

Mg/SiC多层反射镜的开发，X射线/EUV光学的进展

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proceedings of the SPIE 6317
• 作者: G.Murakami;K.Yoshioka;I.Yoshikawa
• 通讯作者: I.Yoshikawa