大気乱流分布を組み込んだ高精度レーザートモグラフィによる可視光補償光学

使用高精度激光断层扫描并结合大气湍流分布的可见光自适应光学器件

• 批准号: 22KJ0273
• 负责人: 大金 原
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0273/
• 关键词: 補償光学; 大気揺らぎ; トモグラフィー; 波面センサー; 乱流測定; シーイング

本研究は、地球大気乱流の高度方向分布を先験情報として利用することによる、レーザートモグラフィ補償光学の波面推定精度の向上を目的としている。2022年度は、大気乱流プロファイラーの試験観測を国立天文台ハワイ観測所すばる望遠鏡において実施し、すばる望遠鏡サイトにおける大気揺らぎのデータを取得した。大気乱流プロファイラーは、次世代の補償光学開発・運用において重要な大気揺らぎの高度方向分布を測定する、2つのShack-Hartmannセンサーからなる光学装置である。我々は2021年度までに本装置の開発をハワイ観測所にて進めてきた。本年度は、すばる望遠鏡に搭載した試験観測を2022年6月、同11月、2023年3月に5度にわたって実施した。天候不順や望遠鏡のトラブルにより観測ができない回が多かったものの、最終的に2度の試験観測に成功した。装置が設計通りの光学性能を有することを示すとともに、大気揺らぎの測定データを得ることができた。SH-MASS解析によって推定された上層大気揺らぎはCFHT望遠鏡における測定結果と整合的であり、我々の独自手法であるSH-MASS手法の妥当性を支持する結果が得られた。また、SLODAR解析によって推定された地表層大気揺らぎは、望遠鏡のドーム内に揺らぎの大部分が集中していることを示した。

本研究旨在利用全球大气湍流的高度分布作为先验信息，提高激光层析成像自适应光学的波前估计精度。 2022财年，在日本国立天文台夏威夷天文台的斯巴鲁望远镜上进行了大气湍流剖面仪的测试观测，并获取了斯巴鲁望远镜现场的大气波动数据。大气湍流轮廓仪是一种由两个Shack-Hartmann传感器组成的光学装置，可测量大气波动的高度分布，这对于下一代自适应光学的开发和运行具有重要意义。到 2021 年，我们将在夏威夷天文台继续开发该设备。今年，斯巴鲁望远镜分别于2022年6月、2022年11月和2023年3月进行了五次测试观测。尽管由于恶劣天气或望远镜问题常常无法进行观测，但两次测试观测最终取得了成功。我们能够证明该设备具有设计的光学性能，并获得大气波动的测量数据。 SH-MASS分析估计的高层大气波动与CFHT望远镜的测量结果一致，支持了我们原始SH-MASS方法的有效性。此外，通过SLODAR分析估计的表面大气波动表明，大部分波动集中在望远镜圆顶内。

项目成果

Shack-Hartmann光学系を用いた大気乱流分布測定-すばる望遠鏡でのオンスカイ試験-

使用 Shack-Hartmann 光学系统测量大气湍流分布 - 在斯巴鲁望远镜上进行的空中测试 -

• 发表时间: 2022
• 作者: 大金 原; 大野 良人; 美濃和 陽典; 秋山 正幸; 大屋 真; 寺尾 航暉; 赤澤 拓海; 穂満 理生
• 通讯作者: 穂満 理生

Atmospheric Turbulence Profiling for Precise Laser Tomographic Adaptive Optics

用于精确激光断层扫描自适应光学器件的大气湍流分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Hajime Ogane; Masayuki Akiyama; Yoshito Ono; Yosuke Minowa; Shin Oya; Koki Terao
• 通讯作者: Koki Terao

Aliasing effect of rolling shutter readout in laser guide star wavefront sensing

激光导星波前传感中卷帘快门读数的混叠效应

• DOI: 10.1117/12.2629689
• 发表时间: 2022
• 作者: Ogane Hajime;Akiyama Masayuki;Cranney Jesse;Rigaut Francois;Martinez Rey Noelia;d'Orgeville Celine;Minowa Yosuke;Ono Yoshito .
• 通讯作者: Ono Yoshito .

Shack-Hartmann光学系によるCn2と風速分布の測定

使用 Shack-Hartmann 光学系统测量 Cn2 和风速分布

• 发表时间: 2022
• 作者: 大金 原; 大野 良人; 美濃和 陽典; 秋山 正幸; 大屋 真; 寺尾 航暉; 赤澤 拓海; 穂満 理生
• 通讯作者: 穂満 理生

ローリングシャッターカメラの波面測定への影響

卷帘快门相机对波前测量的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 大金 原; 秋山 正幸; Jesse Cranney; Francois Rigaut; Noelia Martinez Rey; Celine D’Orgeville; Yosuke Minowa; Yoshito Ono
• 通讯作者: Yoshito Ono