●概要
3.8m 望遠鏡は、主鏡の再蒸着をしないでコーティング＋水洗いのみで
最低10年間は運用する方針となったため、反射率に対する影響が少なく
かつ強度の高いコーティングに関する調査を行った。
考えられる候補として、SiO または SiO2 によるコーティングがあるが、
1.2m サイズの鏡に対しそのようなコーティングが可能な業者よりサンプルを
提供して頂き、以下の方法で摩耗やアルカリに対する耐性試験を実施した。
●試験方法
以下の３種類の方法で試験を行い、通常保管したもの(試験１)と比較する。
- 試験１：何もしない(コントロールサンプル)
- 試験２：摩耗試験
毎分200回転のモーター軸にゴム足を付け、その上に光学面拭き取り用
の紙を２重に重ねて固定し、一定圧力でサンプル面を押し当てて24時間
モーターを回転させる。但し、この方法では24時間で顕著な差が現れず、
36時間程度で紙が２枚とも破れて鏡面に傷がつくことが判明したため、
試験後半のサンプルに対しては行なっていない
- 試験３：耐アルカリ試験
キッチンハイター原液(pH 13)に１分間浸して、光学面の変化を見る。
コーティングに弱い部分があるとアルミ蒸着面が溶け、コーティングが
薄いと曇ったように劣化する。
- 試験４：環境耐性試験
建物の屋上に10日〜２週間放置し、光学面の変化を見る。暴露する
時期により条件が異なるため直接の比較は難しいが、前半の３つの
サンプルを放置した際は、かなりの降雪があり、その後のサンプルに
対しても最低２回はかなりの降雨状況下に晒すようにした。
●測定方法と結果
反射率の測定には日立製作所製 U-4100 分光光度計を用いた。
測定方法は以下の通り
- 波長範囲 0.34μm 〜 2.6μm (0.85μm 付近に装置の不安定点あり)
- 一番始めに入手した SiO2 サンプルを基準鏡とし、それに対する相対
反射率を測定(絶対反射率は測定できない)
- 測定は全てのサンプルに対し場所を変えて２回、基準鏡は全測定の始めに
２回と最後に１回測定し、測定器の特性に時間変化がないことを確認する
- 全てのサンプルに対し、試験前後に１回ずつ測定する(基準鏡は毎回)
サンプルと測定日一覧
| サンプル | 試験 | 記号 | 12/25 | 1/30 | 3/ 4 | 4/24 | 備考 |
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SiO2 薄い
(グラフ最下段) | 1 | SiO2-1 | 前 | 後 | 後 | 後 | 3/4 以降劣化 |
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| 2 | SiO2-2 | 前 | 後 | -- | -- |
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| 3 | SiO2-3 | 前 | 後 | -- | -- |
|---|
| 4 | SiO2-4 | 前 | -- | 後 | -- |
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SiO 薄い
(下から２段目) | 1 | SiO-1 | 前 | 後 | 後 | -- |
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| 2 | SiO-2 | 前 | 後 | -- | -- |
|---|
| 3 | SiO-3 | 前 | 後 | -- | -- | 12/25の測定１が変 |
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| 4 | SiO-4 | 前 | -- | 後 | -- |
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SiO 厚い
(上から２段目) | 2 | SiO+-2 | -- | 前 | -- | -- | 試験失敗 |
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| 3 | SiO+-3 | -- | 前 | 後 | -- |
|---|
| 4 | SiO+-4 | -- | 前 | 後 | -- |
|---|
SiO2 かなり厚い
(グラフ最上段) | 1 | SiO2++-1 | -- | -- | 前 | 後 | 測定場所により
厚さが異なるようだ |
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| 3 | SiO2++-3 | -- | -- | 前 | 後 |
|---|
| 4 | SiO2++-4 | -- | -- | 前 | 後 |
|---|
SiO2 厚い
(下から２段目
最右) | 1 | SiO2+-1 | -- | -- | -- | 前 |
|---|
| 3 | SiO2+-3 | -- | -- | -- | 前 |
|---|
| 4 | SiO2+-4 | -- | -- | -- | 前 |
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測定結果(クリックで拡大)
| 12/25 | 1/30 | 3/ 4 | 4/24 |
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SiO ３番のサンプルの１回目
の測定(緑実線)はおかしい。
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SiO2 の３番はアルカリ試験で
曇りの出たもの。SiO の３番
は穴あきになったが、計測ビ
ーム内に穴はなかった模様。
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SiO2++ サンプルはサンプル毎
の違いの他、同一サンプル内
の場所でも違いが見られる。
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SiO2++ サンプルの結果の短波
長側が一様に試験前より高く
基準鏡の劣化が推測される。
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上記測定結果を元に、各サンプルでの試験１のものは劣化していないと仮定して、
試験１に対する試験２、３、４の相対反射率に変換した後、各試験前後での相対
反射率を算出した(基準鏡の劣化が 3/4 以前から起こっている可能性を顧慮して、
一旦、それぞれの試験１を基準とする事にした)。
SiO+ サンプルは試験１相当のものがないので、同時に計測した SiO の試験１サンプル
を基準として試験前後の相対反射率を算出した。結果は以下の通り。
各試験後の試験前に対する相対反射率(クリックで拡大)
- SiO2 サンプルは、コーティングが弱い
- SiO サンプルは測定値としては問題ないが、耐アルカリ試験でコーティングに
穴ができた
- SiO+ サンプルは可視反射率に±10% の大きなうねりがあるが、強度としては
問題なし
- SiO2++ サンプルは、可視反射率にかなりのうねりがあり、かつ場所により差が
ある(試験前後の相対反射率がうねるのは、計測場所の違いによるものと考えられる)
- SiO2+ サンプルは試験前の状態だが、SiO+ サンプルよりもうねりが多い
iwamuro@kusastro.kyoto-u.ac.jp
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