1 / 45

要素技術の検討：赤外線検出器と超軽量鏡

要素技術の検討：赤外線検出器と超軽量鏡. 国立天文台　天文機器開発実験センター 小林行泰. JASMINE 実現のために必要な要素技術の現状についてコメント ＪＡＳＭＩＮＥは赤外線で銀河面をサーベイ 1 ミクロンサーベイ CCD 2 ミクロンサーベイ IR Array 　　　　ピクセルの３００分の１の位置決定目標 　　　　１０ μas のアストロメトリ. サーベイならＴＤ I. ・ サーベイならＴＤＩ　 Time Delay and Integration 代表例 Sloan Digital Sky Survey

shalom
Download Presentation

要素技術の検討：赤外線検出器と超軽量鏡

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 要素技術の検討：赤外線検出器と超軽量鏡 国立天文台　天文機器開発実験センター 小林行泰 • JASMINE実現のために必要な要素技術の現状についてコメント • ＪＡＳＭＩＮＥは赤外線で銀河面をサーベイ 1ミクロンサーベイ CCD 2ミクロンサーベイ IR Array 　　　　ピクセルの３００分の１の位置決定目標 　　　　１０μasのアストロメトリ

  2. サーベイならＴＤI ・サーベイならＴＤＩ　 Time Delay and Integration 代表例 Sloan Digital Sky Survey 　　 サーベイ観測には効率が良い 感度補正有利 　　 読み出しの負担少ない 　　　 ＣＣＤでは容易に実現可能されている ・TDIが不可なら、問題多い 観測効率 精度 副鏡スキャン 2MASS 　　　　連続高速読み出し 　　　　望遠鏡ステップポインティング

  3. ＣＣＤとアレイ赤外線検出器の現状比較 • CCD 技術的に成熟 メーカー多い 品質良 • CCD 比較的高温で動作 大フォーマット 安価 • 赤外線技術的には難しいが科学的には未開の領域（Astrometry） • CCDとDRO 電荷転送方式と直接読み出し • ＤＲＯ 早い読み出し可能

  4. 2μｍの検出器 • 赤外線アレイ検出器 • ドリフトスキャンモードでの観測 • JASMINEの要求を満たすものは存在しない。 • DRO HgCdTe InSb PtSi

  5. Indium bumping

  6. HgCdTe

  7. NICMOS read out

  8. TDIモードに対応した赤外線検出器の開発の可能性TDIモードに対応した赤外線検出器の開発の可能性 • 赤外アレイセンサーの開発 は軍事目的が多い 情報収集に困難 • 熱赤外線の検出目的 ５ミクロン帯１０ミクロン帯が多い ２ミクロン帯は天文のみ • 地球観測衛星 • 日電 富士通 東芝 三菱 • 浜ホト　RockwellRaytheon(SBRC) • BAE(英) SOFRADIR（仏） • 天文用 低バックグランド 低ノイズ 高量子効率

  9. ＴＤＩモードで動作する赤外線検出器 • ２つの手法により実現の可能性 　　　赤外センサー＋裏面照射型薄化CCD 　　　赤外センサー＋DRO 読み出し回路 　　　　　　インジウムバンプ • 欠陥画素 の除去 欠陥画素 • saturationへの対策 　gain可変　 　積分時間可変

  10. HgCdTe + CCD Thinned back illuminated buried channelCCD + HgCdTeの結合

  11. HgCdTe+DRO

  12. CCD 積分時間を可変

  13. 現状あるいは問題点 TDI方式の赤外アレイ検出器は製作可能 　価格の問題 4Kx4K Hawaii array ２憶５千万 DRO方式の方が安い？ プロジェクトとしては予算縮小の圧力 両モードで試作・評価したいが… 技術のある企業 不況

  14. 次の話題

  15. 超軽量鏡の開発 • 2m主鏡 1x2m平面鏡 を軽量化の必要 • １５Kg/m2 NGSTの仕様 全体のデザイン • プラットホームの問題 ＨＩＩ　－ dual launch • 極低温 80K(@2μm) 180K(@1μm) • 位置決めのための安定性 • 結像性能はそれほどでも？ • しかし、ピーク光量は欲しい

  16. 新鏡面材料の開発 • 新しい複合材料 炭素系 構造体も • 硬い • 熱変形 • 割れる • 均質性

  17. 比較

  18. 軽量鏡 開発 盛ん 共通の課題 • ＮＧＳＴ beryllium 他 • Herschel Space Observatory SiC 遠赤 • ＥＬＴ 50ｍ望遠鏡 • Ａｓｔｒｏ-Ｆ SiC+CVD SiC • ＳＰＩＣＡ SiC C/SiC 三菱 • 理研 SiC京セラ • 天文台 C/C 三菱 • 東芝 SiC

  19. NGSTの開発 仕様 • １５Kg/m2 • 2μm 回折限界 コンペ -> Berylium Segment • COI/REOSC • U. of Arizona • Ball/Tinsley • IABG

  20. NGST

  21. Kodak AMSD

  22. Material Selection of material for membrane Borosilicate glass is optimal for 35 K operation - cryogenic CTE = 0 (Fused silica may be a better candidate because of homogeneity)

  23. Glass Fabrication of glass membrane The concept is to work the glass while it is rigidly bonded in place

  24. Bonding of attachment hardware Pucks are attached with 12 µm thick bond of PRC 1564 Puck positions are maintained to about 125 µm For safety factor of 3 for all loads in handling and operation: All pucks are proof tested at 1.45 lbs in shear All subloadspreaders are proof tested at 1.24 lbs in tension

  25. Extremely Large Telescope

  26. GAIA

  27. Astrium SiC

  28. SPICA 仕様 口径 ３．５ｍ 観測時温度 ４Ｋ 波長 ５μｍ 望遠鏡重量 １ｔon C/SiC 三菱 焼結SiC 短い炭素繊維 エポキシで固め焼結 Si 含浸 割れにくい 不均質 　　

  29. SiC

  30. SiC C/SiC

  31. SiC

  32. 理研 • 焼結型SiC 京セラ • 成形後の変形

  33. 天文台 • C-C 三菱 変形小 膨張係数小 　カーボンファイバーで布を織って 　接着剤で固めて後、焼結 カーボンのみが残る カニゼンメッキ後研磨 強度 低ＣＴＥ が特徴

  34. 東芝 • ＳiC成形物にカーボン粒子を混ぜる 　　後Siを含浸 • 変形の少ない、均質な空乏の少ない構造

  35. 新研磨技術の発達 • 効率の良い、精度の高い（測定を反映できる）研磨技術 SiCはカーボランダム • 理研 ELID • ダイヤモンド旋盤 • Canon CSSP • Nikon RF Plasma CVM • Epion GCIB processing • NTGL IBF • Zeeko Precessions Process • QED Technology MRF

  36. 超精密旋盤による切削加工

  37. ELIDElectrolytic In-process Dressing

  38. Canon ダイアモンド工具 上下・左右・前後 回転 nm 制御

  39. Canon Super Smooth Polisher

  40. Plasma CVM

  41. GasCluster Ion Beam

  42. GCIB

  43. MRFMagnetorheological Finishing

  44. Zeeko Precession Process

  45. JASMINE • 独自の基礎開発も必要 • 情報収集 • ミッション方針 • 要求仕様 • 必要な開発 試作 評価

More Related