キヤノンは、天文分野などで使われている赤外線分光器の大幅な小型化を可能にする、実用的なGeイマージョン回折素子の開発に成功しました。
キヤノンが開発したGeイマージョン回折素子を用いることで、大型望遠鏡に搭載している高分散の赤外線分光器と同等の性能を持ちながら、分光器の体積を約1/64に大幅に減らすことが可能です。これにより、人工衛星に高性能分光器を搭載して打ち上げることや、次世代大型天体望遠鏡の分光器の小型化や、現在運用している天体望遠鏡の分光器の高性能化が可能になります。生命に関連する有機物や分子の検出を行うための赤外線分光観測がより効率的に行えるようになるため、宇宙史や生命誕生の探求に寄与することが期待されます。
製品として提供できる体制はすでに整っており、今後、Geイマージョン回折素子を利用する天文台や研究所などへ販売を進めていく予定です。
イマージョン回折素子は古くから知られている方式の階段状の分光素子ですが、天文分野における赤外波長（1μm※3～30μm）を透過する材料は半導体材料であるため非常にもろく、ほぼ完全な規則性と数nm※4以下で凹凸の平面を実用サイズでつくることは難しいとされてきました。これに対してキヤノンは、精密部品製造で培った独自の超精密加工技術をゲルマニウム単結晶に用いることにより、100μm程度の格子構造を数nmの正確な間隔で階段状の溝を施し、実用的なGeイマージョン回折素子の開発に成功しました。
なお、2015年8月9日～13日に米国カリフォルニア州サンディエゴで開催される光科学に関する国際会議「SPIE Optics + Photonics 2015」において、キヤノンはGeイマージョン回折素子について講演を行う予定です。
キヤノンは、これからも技術を通して世界の科学技術や自然科学の発展に寄与していきます。
ゲルマニウムを用いたイマージョン回折素子以外に、より広帯域かつ長波長の赤外線をカバーするCdZnTe※5イマージョン回折素子も世界で初めて開発に成功しています。今後、異なる赤外半導体材料でのイマージョン回折素子の展開だけでなく、高品位加工技術を生かして従来の反射型回折素子の性能向上なども進める予定です。
さまざまな材料のイマージョン回折素子をラインアップに加えることで、屈折率や波長の異なる物質に対応し、赤外線の分光で幅広い利用が可能となり、天文分野のみならず、科学や医療分野での活用も見込んでいます。
