SPIE2006＠オーランド 日本語レポート
とうこく
2006年6月2日
内容
メモ 6265： 宇宙望遠鏡と観測装置(可視・赤外・サブミリ)
メモ 6269： 地上観測装置
写真
※メモは聞きとり間違いのある可能性もあるので、興味のあるキーワードが
あった場合は、実際の集録で確認してください。
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6265: Space Telescope and Instrumentation I: Optical, Infrared, and Milimeter
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6265-01 NASAのRoadmap
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探査のキーワード Origin, Evolution, Structure, Density
2007年 SM4(HST Service Mission 4) ...?? 過去に一度キャンセルされているけど
2013年 JWST
2015年 SIM(Space Interferometry Mission)
2016年のあとはTerrestrial Planet Finder, Beyond Einstein, Space Interferometer
6265-02 可視/赤外/遠赤外の宇宙望遠鏡の鏡技術
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課題は precision and cryogenic optics
ex) 4x8m mirror uniform coating
4m cryogenic mirror
Large polarization mirror
Low-cost HST $10M/m2 -> JWST $3M/m2
必要なものとのギャップアセスメント
ex) 単位あたりのコスト x10 目標$4M/m2
セグメントサイズ x3
密度(軽量化) x2 目標16kg/m2
ポラリコーティング, figure quality、thermal & mechanical stability、thermal deformation
precision optics -> large aperture, low-areal, rapid manufacture of affordable mirror(challenge)
6265-04 ESAのTechnology Roadmap
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ユーロパへMicroscope -> 氷につっこんで調査
アステロイドのサンプルリターン -> デザインスタディ中
太陽極軌道 -> Al/Crコーティングしたセイル
Interstellar Helisphere orbiter
NIR nulling interferometer
Si-HPO検出器,Glass-MPO (X・ガンマ線望遠鏡技術) -> 参考
6265-06 Spitzerの検出器
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LHeの寿命があと5.6年, 冷媒が漏たため輻射で冷えるだけ, T=30KでInSbはとりあえず観測可能
地上でT=30Kで実験をして動作確認中, 本来はT=15Kのもの, クロック等は元のまま使っている
IRAC InSb FPA thermal timeが3.43時間, 有効ウェル=147000e-
T=15K T=30K
ダーク 0.017-0.04 0.021-0.15 #シャッターがないのでフライト中のダークはzodical bakground limited
ノイズ 7.3-13.6 11.7-15.1 #200s, 32 Fowler sampling
量子効率 #あまり差がない(d=~2%)
暗いnegative領域やダイヤ型の明るい領域が見られる, 2011年に修理??
6265-07 Herschel by ESA
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遠赤外 + サブミリ望遠鏡, 口径3.5m
SPIRE, PACS, HIFI
6265-39 NIRSPEC ＠JWST
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マイクロシャッター 128x64アレイは完成
171x365 PC-boad mounted large format arrayを実験中, 2005年8月に物はできた
マグネット通過でシャッター(スリット)のOPEN/CLOSE, ムービーで紹介
耐用試験中 w/4Hz actuation, 常温&低温
フライトデザインは2006年中, MSSは2008年
6265-40 TFT(Tunable Filter Imager) ＠JWST
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R~100, Narrow-band Imaging, 1.6-4.9um, 2.2'x2.2', 0.065"/pix
2kx2k Hawaii2RG 5um-cutoff, 2.6-3.1umは使わない
high-z Lyα emittersの検出(z=7-17)
エタロンコーティング, throughput 22-66%の間で可変, テスト中
2006年11月 Guider CDR
2007年 3月 TFI/system CDR
2009年 1月 Flight版をゴダードに納品
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6269: Ground-based and Airborne Instrumentation for Astronomy
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6269-01 Keck装置レビュー
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最近のハイライト
HIRES 7.5M_solarmassの星の検出
LRIS@Keck1, NIRSPEC@Keck2 HSTのhigh-z天体分光
NGS or LGS AO w/NIRC2 ジェット, 銀河中心
新装置(これから作る)
NIRES : multi-wavelength, NIR
MOSFIRE : NIR MOS, R~5000
アップグレード(これから)
LRIS 大気分散補正機能 + red検出器のアップグレード
NIRSPEC 検出器アップグレード
NOAOによるTSIP(Telescope System Instrumentation Program) <- MOSFIREの財源50%はここから
新たに Bent Cass focal station on Keck1 (f/15 secondary)
HIRESはMICHELLEとトレード
2006年でAOを使うのは100夜
6269-02 VLT装置レビュー
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LGSの発射台はトップユニットについている
VLTI AMBER, MIDIが順調（？）
新装置(もうすぐ)
OmegaCAM (1°x1°)
VISTA(IR) 2007年にはavailable
CRIRES 2006年3月に到着
HAWK-I for z>7天体サーベイ(全部ミラー、4x4K検出器、0.9-2.5um、GLAO、0.1"/pix)
第二期装置
2008年 X-shooter 300-2500nmまで一度にカバー, R~4000-7000
2011年 SPHERE
2011年 MUSE 可視,IFU w/AO
第二期装置 for Interferometer
MATISSE 3-20um
VSI 1-2.5um
GRAVITY 1.9-2.4um φ2"
6269-03 Subaru装置レビュー
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最近のハイライトがやや古かった
ナスミスに移ったIRCSを Modified-IRCSと紹介, これがMOIRCSであると勘違いした人もいたようだ
6269-04 Gemini装置レビュー
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WFMOS, HRNIRS, EXAOC
AO Imager & Spectrograph
MID-IR Imager & Spectrograph
GPI (Gemini Planet Imager)
FLAMINGOS-2 φ6.1'
NICI 先週撮ったばかりの4"x120"のAO imageを披露
6269-05 HET(Hobby Eberly Telescope)装置レビュー
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口径 11.1 x 9.8 m 1mセグメントを91個, VLTの20%のコストで作った＠West Texas, Limited Track
新装置(これから)
VIRUS visible IFU, 246 fibers(φ1"), プロトタイプ制作中
HETDEX 2010年から3年かけてサーベイ, dark&clear night限定で110夜を確保
6269-06 GTC装置レビュー
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ドームと機構は完成した、セグメントも届いている
第一期装置
OSIRIS 可視, MOS MOSマスク交換機構はFOCASそっくり、ムービーで紹介、もうできてる
CANARICAM 8-25um
(ELMER) 可視
第二期装置
EMIR IR, MOS, 6'x6', 0.2"/pix, Pseudo grism, φ500mmのウィンドウ
FRIDA
もう一つあるけど未定
CIRCE(Visiting Instrument) GTCのNIRのカメラとしてはこれが最初になろう, フロリダ大で開発中
6269-07 LBT装置レビュー
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第一期装置
LBC
MODS
LUCIFER
次期戦略装置
LIMC
NIRVANA
6269-08 SALT装置レビュー
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今のところ可視装置のみ
MOS, ファブリぺロー, near-UVも可能、R~40000
開発中
RSS VPH分光、MOS(~100天体同時分光) w/マルチスリット&ファブリぺロー
SALTCAM
SALTHRS
6269-09 Hyper-Sprime ＠Subaru
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ダークエナジー探査
φ2°(1.4Gpix), AΩ=162, $~25M, 2010年ファーストライト予定
6269-10 LSST Camera
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ダークエナジー探査
400-1040nm, >0.2"/pix, >3G pix/image
6269-11 LINC-NIRVANA ＠LBT
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可視干渉計, AΩ>4000, 2008年ファーストライト予定
6269-12 Tunable Haフィルタ for DOT
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ドイツ・オープン望遠鏡(DOT), 太陽望遠鏡, 45cm, φ2'/4'
太陽からのHαの観測, 15sに1枚データで1.6TB/day
6269-18 MODS ＠VLT
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可視MOS, 2008年後半からサイエンス観測開始, 院生も頑張った
6269-19 MUSE ＠VLT
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可視MOS w/AO(diffraction limited), 1'x1'
MUSE-NSM 2012年に完成予定
6269-20 ViSIRIS
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可視＋赤外, ファイバーMOS
6269-21 ELMER ＠GTC
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可視, φ4.2', 0.195"/pix
もうできあがって実験室テストは終了, ゴーストがひどい
6269-22 Multi purpose fiber-fed VPHG spectrograph for LAMOST
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LAMOST=Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope in 中国, 口径4m?
6269-28 系外惑星のポラリ検出 ＠WHT
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望遠鏡のポラリ ~2x10^(-5)
装置のポラリ ~2-3x10^(-6)
毎回測定して補正している
low-polarized ~10^(-6)を検出したい
サハラ砂漠のダストが問題
6269-29 系外惑星のポラリメータのデザイン
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ディスクは中心星より10^4倍暗い
Jupiterは太陽より10^9倍暗い
....ヒマラヤの山頂から海面のさざ波を調べるようなもの
2011年に完成予定 VLT/SPHERE -> ELT/EPICSへと続く
学生さんの研究におすすめ
6269-31 Clio ＠MMT
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3-5um Planet Finding AO Camera
カメラはもうできてる
6269-32 HiCIAO ＠Subaru
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最近のハイライト紹介
HiCIAOは8m級望遠鏡で最初に稼働するハイコントラストAOコロナグラフになるだろう
6269-33 HAWK-I ＠VLT
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ナスミス, 赤外, 0.106"/pix, φ6', 四隅で5%のビグネッティング
フィルタ Brγ, CH4, H2(2.16um, 1.58um, 2.12um), Cosmology(1.061um, 1.187um, 2.090um)
検出器 Hawaii2RG x 4個 w/ GL Scientific Molybdenum mount
球体デュワー best flexure performance for Ns
ウィンドウ径 φ404mm, 大きなミラーはφ500mm角ほど
2006年8月 組み上げ開始
2007年 コミッショニング
2012年 AO仕様になる
6269-34 IR Camera ＠VISTA
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φ1.67°(67.1Mpix), 0.34"/pix
検出器 Raytheon VIRGO 2kx2kx16個 (4x4モザイク)
フィルタ 各検出器に z, Y, J, H, Ks + 2つ空き (4x4モザイクになったフィルタホイール)
装置サイズ 3m, 3t, o-ringの長さ ~25m!, φ1mのデュワー内壁ぴかぴか
ウィンドウだけで $0.5M
WFS付き
2006年7月 パラナルへ搬送
2007年1月 ファーストライト
2007年4月 サイエンス観測開始
14か月かけて全天サーベイ
「これに見合う可視カメラを誰か作っておいてくれ!」
6269-35 WFCAM ＠UKIRT
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装置長さ 5.4m, 1500kg, カセグレン
ターシャリーミラー φ814mm
検出器 Hawaii2 x 4個, 0.4"/pix, 13.65 arcmin2/detector, 200GB/night, 月を4回ではける
10%(33 nights/yr)はオープン, 60%(220)は WFCAM時間, 残り(134 night/yr)はUKIDSS
現在の問題点
M2 flexure detachment
焦点面の傾き
検出器の不安定性(リセットアノマリ, banding, low-level background) -> extra-clocking等で対処中
フィールドレンズ(ダスト, 月光の散乱)
コンピュータ(ハードディスクが高山病)
効率悪い ~57% for 10s exp -> data acquisitionを改良中
星像サイズ 平均0.8", 良くて0.6"
6269-36 WIRCAM ＠CFHT
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guiding-readout/interlaced-readout
最小読み出し時間 1.1s, 14Mpix/s, 平均ノイズ 25e-(9.5ADU)
Current min. image cycle time 10s
Current min. exp 2.24s
Guide pix rate 300kHz
検出器Hawaii2RGの読み出しでの問題
リセットモードによる違い
ノーマルモードのクロックリセットはartifactを生じる
リセットアノマリは空間に依存??
消えるhot pixel ->ダークフレームには出ない
readout clocking setting time
science readout time depends on the guide window road period and fawler sampling(時々 >100s)
6269-37 MegaMIR ＠LBTI
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Space-based thermal imaging with cold telescope
DRS 1kx1k high-background detector, direct injection 16 output
2008年春に完成予定
40" x 40", 0.1"/pix 高分解能 -> Spitzerのフォローアップに
6269-39 CRIRES ＠VLT
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2006年5月に望遠鏡についた, VLTの第一期装置の最後のひとつ
cryogenic piezo -> テストはほぼうまくいった
2006年6月4-5日 ファーストライト
6269-41 GNIRS ＠Gemini-S
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(運用中)
1-5.5um, ALADDIN 1kx1k, readout noize=7e-
クロスディスパーザモードが一番人気
6269-42 IRMOS ＠KPNO
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MEMS spectrometer
Texas InstrumentのDMD(digital mirror device)
マイクロシャッター
6269-43 MOIRCS ＠Subaru
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by 市川さん
6269-44 FLAMINGOS-2 ＠Gemini-S
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NIR, MOS w/multi-slit mask , φ6.2', R~1300,3300
MCAOモード有り -> 3'x1' 90mas
グリズム Newport/RGL/Spectophysicsから購入
マスクデュワー 昇温 3.5hr, 冷却 2.5hr
OIWFS付き (on-instrument wavefront sensor) GMOSのをまねた
2006年秋 Gemini-Sに搬送
2006年12月 ファーストライト予定
R3300グリズムは来年以降, やや遅れている
6269-45 EMIR ＠GTC
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NIR, MOS
R=4000, 4250, 5000
FOV 6'x4', 0.2"/pix, θ80<0.3"
レンズ材 IRG2, FS, BaF2, あといくつか
Pseudogrism ... 平行板を二つのプリズムではさんだ形の分散素子, ZeSeプリズム+ARコーティング, developed by Jobin Yvon
2008年6月 ファーストライト予定
6269-46 GIANO ＠TNG
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(運用中)
Highly optimized and low-resolution NIR spectrometer for 3.6m TNG
高分散モード エシェル w/プリズム クロスディスパーザ, R~46000
6269-47 OSIRIS ＠Keck
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(運用中)
OH-suppressing IR Imaging Spectrograph
2005年2月22日 ファーストライト
6269-48 FMOS ＠Subaru
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by 岩室さん
6269-49 KMOS ＠VLT
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NIR, MOS w/IFU, 8m級望遠鏡では初めての cryogenic IFU というのが売り
FOV 5'x5', R>3200(J), 3800(H), 3000(K)
2つのターゲットは6"以上離れてないとだめ
ピックオフモジュール, IFUは24個
検出器 Hawaii2RG
2006年5月 PDR
6269-50 Multi-Object Dopplar Instrument ＠SDSS 2.5m
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Wide-angle survey for extra-solar planets
2006年3月 ファーストライト
6269-51 T-EDI ＠Palomer
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NIR radial velocity survey
Externally Dispersed Interferometry ...この手法はいくつか同じような発表があった
グリズム分光器に干渉システムをはさむことで本来のきれいな波紋を取り出す手法
6269-57 Image Motion Compensation System(IMCS) for MODS ＠LBT
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flexure due to gravity, temperture fluctuation within instrument, mechanical ticking を補正
赤外レーザを用いるので、サイエンスビームとは干渉しない
Bypass-grating ±12th orderの光とかだけを透過させる
6269-58 Coupling light into fiber bundles at the diffraction limit
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astrophotonics
ファイバーへの有効なカップリングの方法, 70-80%のロスがある場合がある
6269-59 Diamond-turned surface
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コーニング社の人
Diamond-machined offner grating, 加工技術が上がった
φ32inch程度まで作れる
6269-60 POSM
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POSM = Prismatic/Periscopic Object Selection Mechanism
ファイバーそのものでポジショニングしない方法
ファイバーコネクタの必要性
どのF値でも対応, どの焦点でも対応
6269-61 High-contrast phase apodization ＠MMT
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MIRで Strehl比 > 0.9, Close in detection ではディフラクションリミット
Static wooferとしてcold downstream phase
Phase apodization theory, 背景とStrehl比の効果, バンド幅の効果
ZnSe diamond-turned (by II-VI Infrared)
6269-62 ADC(大気分散補正) ＠Keck-I
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Sol-Gel + MgF2 の矩形素子を組み合わせ
2006年11月 ファーストライト
6269-63 Atomospheric line suppressing filters ＠Keck-I
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"dream filter"
Glass volume phase holograms, 夜光のところだけシャープに透過率が落ちる
露出時間を30%向上
φ1", z 〜 Ks band で使える
6269-64 MIR用のグリズム開発
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FORCAST(SOFIA)用?, Silicon, 8-13um(現時点では)
R~140-1200
Astrobiologyの研究にも向いてる
6269-65 ELT装置レビュー
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Ringberg収録も参照
装置構想
High Time Resolution 検出器の開発が必要, 望遠鏡への要求はなし
High Resolution Spectrometer(HiSPEC-Vis) VPHを使う, R~150000, 望遠鏡への要求多い
High Resolution Spectrometer(HiSPEC-IR) HiSPEC-Visと同じ + 大フォーマット検出器の開発
Planet Finder 30mas
Wide Field Spectrometer オプション=IFU, Multi-IFU, Smart Tunable Filter
MOMSI
Smart Instrument Suite
MIDIR FOV 20'x20', w/AO
SCELT Sub-mm Camera, 200x200 or 350x350 array
6269-66 European ELT装置レビュー
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装置構想
Diffraction Limit Camera(ONIRICA) w/MCAO,LTAO
Wide Field GLAO Corrected Camera
MULTI NIR, ~5'x5', w/AO 20mas
High-resolution optical spectrograph R~20000-15000
CODEX(Cosmic Dynamics Experiment) for HRS
6269-67 TMT装置レビュー
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30m, φ20', 1.2mセグメントを378個
MCAO, MOAO, GLAO, MIRAO, EXAO
装置構想
IRIS (by UCLA, Caltech) K(AB)=30mag w/3hr exp
WFOS (by NOAO, Hawaii大)
IRMOS (by Florida大, Caltech, それぞれ別のPickoff式コンセプト)
MIRES
PFI (by LLNL, JPL)
HROS (UCSC, Colorado大)
WIRC
NIRES
NFIRAOS AO system
6269-68 ELTのパフォーマンス
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装置の光学系throughputを何とか改善できないか
R&D Optical design, tool, analysis, actuator(cryogenic for IR), OH除去
6269-69 HROSコンセプトデザイン for TMT
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R~50000 w/1" slit, Fiber IFU for R~100000, 50000, 20000
6269-70 WFOSコンセプトデザイン for TMT
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0.3-1.0um, 92.4 arcmin^2, R~7500, Total slit length=1300"
570mm角のグレーティング(2社で製作可能とのこと)
2014年 コミッショニング開始予定
6269-71 Tipiコンセプトデザイン for TMT
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NIR MOS w/AO
Offner Relay 光学系
SLGLAO -> Synthetic SLGLAO -> MOA -> ...???
6269-72 Wide Filed Spectrograph for GMT
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NIRMOS
Refractive 光学系 -> 素子の最大直径 ~640mm, 他も >400mm, CaF2やS-FTM16など
VPHでR~3000
角型ゲートバルブ経由, レールの上を通ってマスク交換
Conductive strapを使ってレンズとマウント間の熱伝導を良くする(マスキングテープのようなもの)
6269-74 Quant EYE for ELT
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Quantumm-optics instrument
点源からのstreaming的なフォトンを検出したい時の光学系
6269-75 MIDIR/TOWL for ELT
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Highest angular resolution & very high spectral resolution
3.5-20um
6269-221 Calibration technics for next-generation astronomical systems
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大型望遠鏡でのK-correction
Laser Photometric Calibration
-> トップユニットにレーザのプロジェクタをつけてドームにフラット光をつくる, その際のエラーの評価
今のままだと均質性が良くない
6269-? MIRESコンセプトデザイン for TMT
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R=100000のときの夜光比
SOFIA, TMT, JWST
2.5-4.5um, R=60000-120000, w/AO
まだ設計中(window, interferometer or internal K-mirror, chopping or not, echelon grating(850x100mm)
2008-2009年までにはデザインのめどをたてたい
次回のお知らせ
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次回のSPIEは、2008年6月にフランス・マルセイユで開催
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写真
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ワールド・マリオット・リゾート＆コンベンション・センター
各セッション
ポスターセッション
Eikenberryさん(FLAMINGOS-2のPI)： FLAMINGO-2は組み込みは全て終わって実験中。
わずかに真空漏れがあったので業者を呼んで調べているところ。
秋にはパラナルへ持っていく。
Pabloさん(EMIR, AIC, Mech. Engineer)：EMIRはメカがなかなか難しい。直線導入器がおもしろい。
MacKentyさん(STScI, WFC3のScientist)：ハッブルでは赤外でサーベイできないからとても羨ましい。
すばる望遠鏡はとても良い望遠鏡になってきたと思う。
エキシビジョン
右上はUK-ATCらによる"Star Picker"(資料
)。
ピックオフ光学系等に応用。低温でも1ミクロンの繰り返し位置精度。
ホテルの正面玄関の前には、JWSTの実物大模型が展示された。
