Hα太陽望遠鏡のしくみ

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ラント社製SL太陽望遠鏡シリーズのフィルター構成


 太陽観測システムは、時と場所を問わず 「だれにでも安全に使用できること」 が前提です。以下、ラント社製Hα太陽望遠鏡のフィルター構成について解説します。

 Hα太陽望遠鏡の心臓部は、656nmのHα線を抽出して超狭帯域で透過するメインフィルターです。ラント社は、その心臓部に独自の無遮蔽エタロンを採用。光路中に遮蔽物を介在させない妥協無き設計思想に由来します。

 メインフィルターは2つの反射率の高いコート面を平行に配置したエアースペースエタロン (原理はファブリ ーペロエタロン)。太陽が放つ白色光並行光線のほとんどはエタロ ン構造のコーティング面で反射します。エタロンのエアースペース間隔を入射光波長x0.5の任意の整数倍に設定することで、特定の光線だけをエタロンを透過させます (Hα太陽望遠鏡の場合、透過波長が水素波長 「656nm」 になるよう設定)。

 上の図を参照ください。最初に、有害な紫外線、熱等を「ERF (エネルギー遮断フィルター)」が遮断。次に、「エタロンメインフィルター」がHα観測に必要なスペク トル線を0.6-0.7Åの狭帯域で抽出。最後に、接眼部後の「ブロッキングフィルター」がその他の透過波長をブ ロックします。これにより、太 陽の水素波長_6562.8Å/656nmだけを観測す ることができるわけです。

 メインフィルターのエアースペースエタロンは二枚の融解石英で、二枚が向き合う面の間隔を約200ミクロンに近づけた構造。水素波長だけを0.6〜0.8Åの超狭帯域で透過し、なおかつ高い透過率を実現するには、二面の並行面交差を光の1/100波長以上に仕上げます。これは実現できうる最も高い精度ですが、物理的な値で表せば、エタロン2面の精度はいずれもパーフェクト面からの誤差を0.000005mm (0.0000002インチ) 未満に抑えた状態です。このように、エアースペースエタロンは桁違いの精度が要求される構造体で、エタロン板がわずがに歪むだけで性能は大きく劣化してしまいます。ラント社のHαフィルターはエタロンを直接加圧しないティルト式またはエアープレッシャー式で透過波長を調整するため、エタロンの特性を劣化させることなく、眼視はもとより、撮影において安定した性能を発揮します。

 エタロン面には独自のハードコートが採用され、長期にわたる使用が可能。いずれも、NASAの「スターウォーズ」計画でも採用された技術で、耐温度特性が一般的なコート 技術と比較して非常に高く、太陽観測などの過酷な条件にも余裕で対応します。ブロッキングフィルターの一部は定期的に交換しますが、交換が必要なのは構成フィルター中最も安価な部分です。



エアースペースエタロンのメリット


● 1面1/100λの面精度を要求する口径の大きなエタロンフィルターでも比較的低コストで製造でます。

● エタロンフィルターを最適なポジションに配置できるため、かつてデースターフィルターが要求したF30という長焦点の光学系は不要。どんなF値の望遠鏡にも幅広く対応します。

● エタロン板に高屈折率の素材を使用する必要がなく無膨張ガラスの融解石英を採用できるため、「<0.1nm / 200degC」という驚異的な特性を実現。これは、人工衛星に搭 載できるほどの温度安定性です。

● エタロンフィルターには独自のハードコー トが施され、長期間にわたり高性能を維持できます。




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