能動光学

能動光学とは、光学素子、例えばレンズや鏡の精度を、素子自体の研磨や製造技術に頼るのではなく、アクチュエータと呼ばれる精密な制御装置によって能動的に調整し、その精度を維持・向上させることを目指す学問分野です。

能動光学の登場

従来の光学素子は、高い精度で研磨・製造する必要がありました。しかし、大口径の光学素子になると、その製造は非常に困難となり、コストも莫大になります。そこで、登場したのが能動光学です。

この技術によって、これまで困難だった大型の天体望遠[[鏡]]の建設が可能になりました。コンピュータ制御により、望遠[[鏡]]の鏡の歪みを補正する補償光学が実現したのです。この結果、鏡を薄くしたり、分割鏡と呼ばれる小さな鏡を組み合わせて、大口径の望遠[[鏡]]を製作できるようになりました。

鏡の軽量化は、望遠[[鏡]]全体の構造を軽量化し、建設コストの削減にもつながります。また、薄い鏡は、周囲の温度変化にも素早く対応できるため、観測時に良好な画像を得るのに有利になります。

天体望遠[[鏡]]への応用

天体望遠[[鏡]]は、遠くの天体から届く微弱な光を集めて観測します。そのため、口径の大きな鏡が必要となります。能動光学は、鏡の歪みを補正し、よりシャープな像を結ぶことを可能にし、天文学の発展に大きく貢献しています。特に、大型の天体望遠[[鏡]]の建設において、この技術は不可欠となっています。

半導体製造装置への応用

能動光学は、天体望遠[[鏡]]だけでなく、半導体露光装置（ステッパー）にも応用されています。半導体製造では、微細なパターンをシリコンウェハに転写する必要があり、高度な光学技術が求められます。ステッパーは、露光に使用するレンズの歪みを補正するために、能動光学の技術を採用しています。これにより、微細な回路パターンを正確に転写することが可能になり、今日の高度なエレクトロニクス製品の発展を支えています。

まとめ

能動光学は、光学素子の精度を能動的に制御することで、様々な分野で技術革新をもたらしました。天体望遠[[鏡]]の大型化、半導体露光装置の高精度化など、能動光学は現代の科学技術に欠かせない存在となっています。

関連用語

ステッパー：半導体製造装置の一種で、シリコンウェハに回路パターンを転写する装置。
望遠[[鏡]]：遠くの物体を拡大して見るための光学機器。
天体望遠[[鏡]]：天体観測に特化した望遠[[鏡]]。
補償光学：大気や光学系の歪みを補正する技術。

もう一度検索