カセグレン焦点SuprimeCam用フィールドフラットナー光学設計レポート
古澤 久徳
改定版 1998/02/04
改定点 Surf5 のThickness を 6 ==> 10.5 にした。
I.デフォルト設定：以下の解析には光学設計ソフト「ZEMAX」を用いた。
Title: subaru Cas Suprimecam
Date : FRI Jan 30 1998
GENERAL LENS DATA:
# Value Weight
1 0.500000 1.000000
2 0.550000 1.000000
3 0.600000 1.000000
Surf Type Comment Radius Thickness Glass Diameter Conic
OBJ STANDARD Infinity Infinity 0 0
STO STANDARD MAIN MIRROR -30000 -12652.1740 MIRROR 8200 -1.00835
2 STANDARD SUB MIRROR -5524.297 15000 MIRROR 1310.147 -1.917322
3 STANDARD Infinity 616.9893 221.5818 0
4 STANDARD FILTER Infinity 15 SILICA 176.9213 0
5 STANDARD Infinity 10.5 176.179 0
6 STANDARD FIELD FLAT -1550 12.5 SILICA 175.9255 0
7 STANDARD Infinity 10 175.7234 0
IMA STANDARD 1e+011 175.635 0
上の値をデフォールトとして以下で最適点を探る。
（注意点）
II.最適化の1. と 2. は独立に行なった。
スポット5:0.05deg は、6φの端であるためおおよそ無視する。
スポット1-4,6が、1ピクセル(16micron)以下に落ちるような
条件を考えることにする。
レイアウト全体
レイアウト拡大[Surf3-IMA]
レイアウトフラットナー部[Surf4-IMA]
II.最適化の試行
1.カメラ位置を変化させた場合：(Surface 2)の値を振る。
Surf 2 スポットGEO Radius(micron)
(mm) 1:0.01 2:0.02 3:0.03 4:0.04 5:0.05 6:0.00[deg]
===============================================================
15000.000 169.513 174.535 182.857 195.023 210.695 167.790
14997.000 45.758 50.791 59.109 71.255 86.891 44.009
14996.800 37.506 42.542 50.857 63.000 78.637 35.757
14996.500 25.130 30.165 38.481 50.622 66.257 23.378
14996.200 12.756 17.792 26.109 38.251 53.876 11.000
14996.000 4.505 9.543 17.857 29.996 45.623 2.748
14995.900 3.012 5.419 13.733 25.873 41.496 3.689
14995.800 7.139 4.378 9.609 21.741 37.369 7.815
14995.700 11.265 8.504 5.485 17.618 33.242 11.941
14995.680 12.091 9.329 4.769 16.798 32.419 12.767
14995.670 12.504 9.743 5.173 16.384 32.007 13.179
14995.660 12.917 10.156 5.584 15.970 31.595 13.592 <== このあたりがreasonable？
14995.650 13.329 10.568 5.996 15.556 31.183 14.004 <==
14995.640 13.741 10.981 6.406 15.142 30.771 14.417
14995.630 14.154 11.393 6.818 14.728 30.351 14.830
14995.620 14.567 11.806 7.229 14.322 29.939 15.242
14995.610 14.980 12.218 7.641 13.908 29.527 15.655
14995.600 15.393 12.632 8.053 13.494 29.116 16.068
-------------------------------------------------------------------------
14995.5181 18.773 16.013 11.430 10.112 25.736 19.448(auto optimize)
2.副鏡の微動により最適点を探す。：
(Surface STO)と(Surface 3)の和を等しく保ちながら両方の値を振る。
Surf STO スポットGEO Radius(micron)
移動値(mm) 1:0.01 2:0.02 3:0.03 4:0.04 5:0.05 6:0.00[deg]
==========================================================
+1.000 1.6e3 1.6e3 1.6e3 1.6e3 1.6e3 1.6e3
+0.200 195.16 192.39 187.83 181.41 173.12 195.89
+0.150 104.82 102.05 97.477 91.045 82.751 105.54
+0.120 50.617 47.845 43.269 36.829 28.528 51.338
+0.110 32.550 29.777 25.200 18.756 11.489 33.269
+0.105 23.516 20.743 16.168 9.741 20.544 24.235
+0.101 16.289 13.517 8.974 12.244 27.790 17.008
+0.100 14.483 11.710 7.460 14.048 29.600 15.201 <==
+0.099 12.675 9.904 5.951 15.860 31.409 13.394 <== このあたりがreasonable？
+0.098 10.869 8.238 5.606 17.671 33.219 11.587
+0.097 9.062 6.715 7.416 19.483 35.028 9.780
+0.096 7.502 5.194 9.226 21.287 36.846 8.105
+0.095 5.980 3.952 11.032 23.099 38.655 6.583
+0.090 6.863 11.832 20.078 32.149 47.711 5.178
+0.080 24.935 29.910 38.162 50.243 65.814 23.241
+0.050 79.152 84.144 92.422 104.54 120.15 77.449
-1.000 2.0e3 2.0e3 2.0e3 2.0e3 2.0e3 2.0e3
III.軸ずれ
フラットナーが光軸から1cmずれた場合のスポットの議論。
（ベースは副鏡を+0.099mm動かしたデータ）
1:0.01 2:0.02 3:0.03 4:0.04 5:0.05 6:0.00[deg]
==============================================
13.534 10.813 6.727 15.436 30.979 14.290
この場合も 6.7-15.4micron 程度に抑えられる。
Spot Diagram is here.
IV.結論
以上から、カメラの位置微動によっても、副鏡の微動によっても
焦点面のスポットを、中心から2.'4の範囲で 6-16micronに
抑えられることが分かる。中心から3'のところのスポットは、
おおよそ31micrion。
V.ZEMAX DATA
Here is Data file.
Hisanori Furusawa < furusawa@astron.s.u-tokyo.ac.jp>