A prototype dichroic mirror is now ready for integration to Spectrograph. / 分光器の部品・ダイクロイックミラーの試作品が完成しました


As introduced in the previous post, a various parts for Spectrograph are arriving in France, where we started building up the Spectrograph and verifying its performance.
https://pfs.ipmu.jp/blog/2015/08/p17

This time, we are talking about dichroic mirror as one key parts in the spectrograph.

PFS delivers spectra covering such a wide range of wavelengths as from visible to near infrared with a single exposure. This is in fact achieved by splitting the light that goes to each Spectrograph into three separate beams and guiding them to three respective camera units; “visible-blue”, “visible-red” and “near-infrared”. The key optical element splitting the light this way is called “dichroic mirror”. The PFS Spectrograph accommodates two types of dichroic mirrors to make such a three-way split.

Dichroic mirror has a special coating on one surface so that it transmits the incoming collimated beam at longer wavelengths than a specific wavelength, while it reflects the light at shorter wavelengths. The coating process is challenging because of not only the specialty of the coating but also the required high quality in such aspects as the throughput and sharp transition between transmission and reflection which are critical for the instrument performance. Therefore, we have been repeatedly making prototypes, evaluating their performance, and giving feedbacks to the coating design and coating process for optimization, before we start the final production process.

Last month, a prototype of one of the two types of dichroic mirror which reflects the light in the visible-red band and transmits the light in the near-infrared band has been completed. This mirror, like the other parts such as the camera units and fiber slit, has been shipped to France, where it will be integrated first to the mechanical jig and then to the Spectrograph under the validation process.

IMG_20150904_134741 (prototype of dicrhoic mirror)


分光器に使う様々な部品がフランスに届き、組み上げや試験が始まっていることを以前紹介しました。
https://pfs.ipmu.jp/blog/2015/08/p17

今回はこのうちの一つ、ダイクロイックミラーについて紹介します。
PFSの観測装置は可視光から近赤外までの幅広い波長範囲のスペクトルを一度に取得しますが、実際には分光器に入ってきた光を3つの波長域に分割し、それぞれ「可視光域青」用・「可視光域赤用」・「近赤外域」の別々のカメラに導く仕組みになっています。この、光を分けるための光学素子を「ダイクロイックミラー」と呼びますが、PFSは2種類のダイクロイックミラーを使い、光を分割しているというわけです。

このダイクロイックミラーは、表面に特殊なコーティングをすることで、ある特定の波長よりも長い波長の光を透過し、短い波長の光を反射するようになっています。そもそも特殊なコーティングであることに加え、装置の最終性能に大きな影響を及ぼすことから、鏡に要求される性能が厳しくなっており、製造工程は簡単ではありません。そこで、試作・性能評価、それを受けての全体の設計の見直し・最適化などを繰り返しながら、最終的に分光器に組み込む鏡を製造しています。

先月、2種類のダイクロイックミラーのうち、可視光域赤の光を反射、近赤外域の光を透過するダイクロイックミラーの試作版が完成しました。この鏡も将来製造される実機同様マルセイユに搬送され、治具に組み込んだ後、カメラユニットやファイバースリットと同じく、組み上げ・調整中の試験用分光器に組み込まれた状態での性能評価が行われます。

IMG_20150904_134741 (ダイクロイックミラーの試作品)

 


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