| Item type |
紀要論文(ELS)_JAIRO Cloud（WEKO3）対応_e97a6616(1) |
| 公開日 |
2004-03-31 |
| タイトル |
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タイトル |
すばる望遠鏡天体分光観測用VPHグリズムの開発 |
| タイトル |
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タイトル |
Development of VPH Grism for Astronomical Spectrum Observation of Subaru Telescope |
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言語 |
en |
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言語 |
jpn |
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主題Scheme |
Other |
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主題 |
Volume Phase Holographic (VPH)グレーティング |
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Other |
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主題 |
屈折率変調格子 |
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主題Scheme |
Other |
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主題 |
フォトポリマー |
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Other |
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主題 |
厳密結合 |
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Other |
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主題 |
波解析(RCWA) |
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主題Scheme |
Other |
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主題 |
VPHグリズム |
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Other |
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主題 |
すばる望遠鏡FOCAS |
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Other |
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主題 |
天体分光観測 |
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言語 |
en |
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Other |
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主題 |
Volume Phase Holographic (VPH) grating |
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言語 |
en |
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Other |
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主題 |
Refractive index modulation grating |
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言語 |
en |
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Other |
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主題 |
Photopolymer |
| キーワード |
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言語 |
en |
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Other |
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主題 |
Rigorous |
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言語 |
en |
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Other |
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主題 |
Coupled Wave Analysis (RCWA) |
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言語 |
en |
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Other |
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主題 |
VPH grism |
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言語 |
en |
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主題Scheme |
Other |
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主題 |
FOCAS of Subaru Telescope |
| キーワード |
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言語 |
en |
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主題Scheme |
Other |
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主題 |
Astronomical spectrum observation |
| 資源タイプ |
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資源タイプ識別子 |
http://purl.org/coar/resource_type/c_6501 |
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資源タイプ |
departmental bulletin paper |
| ページ属性 |
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内容記述タイプ |
Other |
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内容記述 |
P(論文) |
| 記事種別(日) |
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原著 |
| 記事種別(英) |
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en |
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Paper |
| 著者名(日) |
岡, 恵子
山田, 亜希子
石川, 麻美
柏木, 正子
小舘, 香椎子
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| 著者名(英) |
Oka, Keiko
Yamada, Akiko
Ishikawa, Mami
Kashiwagi, Masako
Kodate, Kashiko
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| 抄録(日) |
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内容記述タイプ |
Other |
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内容記述 |
本研究で作製したVolume Phase Holographic (VPH)グレーティングは,レーザを光源とする2光束干渉露光により,干渉縞の光強度分布を記録材料の屈折率変調として3次元的に記録された,ホログラフィック格子である。また,記録材料が干渉縞の間隔より十分大きな厚さを持つため,厚いホログラフィック格子に分類される。厚いホログラフィック格子の再生は,一層の格子による通常の回折とは異なり,結晶を用いたX線回折と同様に,多層格子によるブラッグ回折が生じ,ブラッグ条件を満たす入射により,100%に達す高い回折効率を得ることが出来る。2光束干渉露光法は光源のレーザの波長以下の微細周期格子や曲面状格子の作製も可能であり,ルーリングエンジンなどの機械的格子の作製に比べ高性能な回折格子の作製に適している。しかし,これまでは高解像力と露光量に応じた幅広いダイナミックレンジの屈折率変調量を持ち,さらに処理や取り扱いが容易な優れた記録材料の開発があまり進んでいなかったため,特に大面積を持つ高性能な素子へ適用されていなかった。今回のVPHグレーティングの作製には,日本ペイント(株)により新たに開発された光重合性の高解像・高屈折率変調量を持つ液状の高分子フォトポリマーを記録材料として使用した。その結果,0.03の屈折率変調量により80%の高い回折効率を持つVPHグレーティングを,大面積(110×106mm^2)に渡り,わずか±2%の変動率で作製でき,また高い面精度(rms=0.494λ)を持つこともZygo干渉計測計により確認した。一方,我々は2000年度より国立天文台すばる望遠鏡の観測装置の一つである,微光天体分光撮像装置(FOCAS)搭載用の分光素子Volume Phase Holographic (VPH)グリズムの開発を行ってきている。そこで今回試作した直進波長435nm,波長分解能2300のVPHグレーティングを2つのプリズムと合わせVPHグリズムを完成し,2003年6月にハワイ島に出かけ,すばる望遠鏡FOCASに搭載し,性能評価を目的とした測光標準星の分光観測を行った。性能評価実験により,試作VPHグリズム435は設計波長435nm付近で既存のレプリカタイプのグリズム(分解能1000)より高分解能(2300)で,約2倍の回折効率が得られたことを確認した。本論文では,高効率回折格子として,屈折率変調型のVPHグレーティングの設計・作製プロセスについて述べる。また応用として,天体観測用VPHグリズムの開発を行い,すばる望遠鏡FOCASに搭載し性能評価観測により,優れた性能を持つことが確認された結果について報告する。 |
| 抄録(英) |
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内容記述タイプ |
Other |
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内容記述 |
We introduce a Volume Phase Holographic (VPH) grating, of which holographic grating is recorded in three dimensions. We fabricated this as a refractive index modulation of record material in the intensity distribution of interference fringes by two beams interference exposure using laser as a light source. Since the record material has sufficient thickness vis-a-vis the interval of interference fringes, it is normally classified as a thick holographic grating. For a thick holographic grating, reproduction process differs from the one by usual one-layer grating diffraction. The Bragg diffraction in a multilayer grating arises as in X-ray diffraction using crystal. Therefore, by the incidence fulfilling the Bragg conditions, nearly perfect diffraction efficiency rate of 100% can be acquired. The two beams interference exposing method is also possible to fabricate the fine periodic grating below the wavelength of the laser of a light source or a curved surface grating. This method is more suitable for fabricating a highly efficient diffractive grating, compared to the fabrication of mechanical gratings such as a ruling engine. However, conventionally there have been several obstacles to its applications. The refractive index modulation has a broad dynamic range, which depends on high resolution power and the exposure volume, and also there is only a slow progress of development of a record material with easier access and use. These factors have hindered its employment to a highly efficient element with a large area, in particular. In this research, we used liquefied high photopolymer with high resolving power and high refractive index modulation of the optical polymerization which was newly developed by Nippon Paint Co., Ltd., for the purpose of fabricating VPH grating as a record material. Consequently, VPH grating was successfully constructed with diffraction efficiency of 80% and refractive-index modulation of 0.026 in the sheer rate of ±2% change over large area (110～106mm^2). High wave front accuracy (rms=0.494λ) was confirmed by using the Zygo interferometer. While undertaking this above-mentioned fabrication and examination project, we have developed the Volume Phase Holographic (VPH) grism for the instrument of the Subaru Telescope of National Astronomical Observatory of Japan, which is named the Faint Object Camera and Spectrograph (FOCAS) in 2000. We fabricated the VPH grating sandwiched between two prisms and completed the VPH grism with a going-straight wavelength of 435nm and resolving power R (Δλ/λ) of 2300 (0.4" slit). Furthermore, all the authors except one were actually involved in the test experiments, having gone to Hawaii in June 2003, and loaded it onto the FOCAS to observe the photometric standard star (on June 21, 22, 2003). We noted that the VPH grism counted 1.5 to 2 times more photons than the conventional grism (R=1000) at wavelengths ranging from 380 to 430nm. The spectral data of an artificial light source confirmed that the fabricated VPH grism had a resolving power of 2300. In this paper, we report the designing and fabricating process of the VPH grating as refractive index modulation-type grating with high efficiency. For application, as we developed VPH grism for astronomical observation, and equipped one on FOCAS in Subaru Telescope, its remarkable performance was confirmed through the test observation held in Hawaii. |
| 雑誌書誌ID |
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収録物識別子タイプ |
NCID |
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収録物識別子 |
AN10420713 |
| 書誌情報 |
日本女子大学紀要. 理学部
en : Journal of Japan Women's University. Faculty of science
巻 12,
p. 7-14,
発行日 2004-03-31
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KJ00004084531.pdf (862.9 kB)
