東北大学、JAXA、東大、帝京大学の研究者からなる研究チームは、全く新しい高コントラスト光学系の開発に挑み、この度、その成果をThe Optical Societyが発行する科学ジャーナルApplied Opticsに発表しました。本論文の研究成果は高く評価され、ハイライト論文に選ばれました。

火星のような地球型惑星から大気が宇宙に散逸する様子を撮像するためには、火星本体からの強烈な反射光を抑え、すぐそばの希薄な大気からの微弱な発光を捉える高コントラストな光学系が必要で、既存の技術では達成が困難でした。

研究チームは、系外惑星で培われたコロナグラフ技術(*1)を援用し、全く新しい微細ガウシアンバッフルを設計・製造し、クリーンルーム中のレーザ散乱・回折光を測定しました。その結果、光源から離角1度で1億分の1（10^-8）に光を抑えることに成功し、従来のバッフル・ベーンよりはるかに高い精度で光源近傍の観測を可能にします。

なお、本研究で新たに開発された微細ガウシアンバッフルは、伝統的なベーンに比べシンプルで軽量化にも適しており、将来の火星や木星氷衛星への探査機搭載にも応用可能と期待されます。

＜ハイライト論文＞
Nakagawa, H., A. Yamazaki, K. Enya, N. Fujishiro, N. Terada, and K. Seki, New design for stray-light reduction to a Martian ionospheric imager, Applied Optics Vol. 59, Issue 32, pp. 9937-9943 (2020), doi:10.1364/AO.401523（*Open Access）

fig1. Expanded view of the manufactured baffle as observed from a scanning electron microscope. The upper panels represent the convex part of the Gaussian-shaped pattern. The lower panels represent the concave part. The right panels correspond the images of the magnification of ten.

fig2. Relative intensity of light passing through the vanes at the detector, as a function of angular deviation along a horizontal line in the diffracted light map. Measurements are normalized on this figure with theta = 0 placed at approximately the intensity of the direct laser beam, correct with (and without) the microscopic Gaussian-shaped structure. Relatively intensity is measured by combination of the use of four neutral-density filters (four colored solid lines). Predicted intensity by numerical simulation is also shown for comparison (dashed line).

参考文献*1
K. Enya, K. Haze, T. Kotani, L. Abe, "Comparative study of manufacturing techniques for coronagraphic binary pupil masks: masks on substrates and free-standing masks", PASJ. 54, 123 (2012).