宇宙重力波検出器用ーー光源光ー用....pptVIP

宇宙重力波検出器用レーザー光源の光ファイバーを用いた安定化 概要 1.1 DECIGO 1.2 光源のノイズと干渉計 1.3 自由空間と光ファイバー 2.1 強度安定化 2.2 周波数安定化 2.3 安定度の評価 2.4 光学系の構成 2.5 マッチングジェル(屈折率整合材) 2.6 非対称Michelson干渉計 2.7 サスペンション 2.8 装置全体写真 3.1 強度安定化結果 3.2 周波数安定化結果 3.3 ノイズ源 4.1 まとめ?課題 2.3 構成要素(1) 構成要素(2) 2.7 マイケルソン干渉計の改良 2.7 強度安定化servoのオープンループ伝達関数 2.8 周波数安定化servoの伝達関数 2.9 干渉計ロックservoのオープンループ伝達関数 3.2 強度安定化のノイズ 3.5 周波数安定化のノイズ 周波数安定度の履歴 周波数安定度の履歴 周波数安定度の履歴 3.4 周波数安定化結果(2) 追加要素： 防振ゴム フィルター調整(+マッチングジェル) サスペンション（ノイズが悪化） 10-9 10-14 10-13 10-12 10-11 10-8 10-10 Arm-length noise [　m/Hz 　] 1/2 [×5.2] 最も良い点で4Hz/Hz1/2 防振ゴム＋真空 UGFでピークが立っている 10-9 10-14 10-13 10-12 10-11 10-10 Arm-length noise [　m/Hz 　] 1/2 [×5.2] 10-15 Free run Stabilized 計算値 安定化できていない 重力波研究交流会 @ 東京大学 重力波研究交流会 @ 東京大学 高橋 走,　安東 正樹,　坪野 公夫 東京大学 理学系研究科 物理学専攻 周波数ノイズ 1 Hz/Hz1/2 強度ノイズ 1×10-8 /Hz1/2 目的： DECIGO用光源の安定化方法をテストする DECIGOの光源に求められる性能は 地上干渉計で使われている空間光での制御は難しい帯域 強度ノイズ 3×10-7 /Hz1/2 周波数ノイズ 20 Hz/Hz1/2 共に1Hz帯 光ファイバーを用いた制御を行った 目標値には届いていないが、どちらも期待の持てる値 ベストは、4×10-8/Hz1/2 @1kHz(強度)、5Hz/Hz1/2 @80Hz(周波数) 制御結果 1. イントロダクション 1.1 DECIGO 1.2 光源のノイズと干渉計 1.3 自由空間と光ファイバー 2. 装置 3. 結果 4. まとめ?課題 鏡直径：1 m 鏡質量：100 kg フィネス：10 腕長：1000 km レーザー出力：10 W レーザー波長：532 nm S/C 1 S/C 2 S/C 3 Deci-hertz Interferometer Gravitational Wave Observatory 0.1Hz～1Hzの重力波をターゲットとする (LISAと地上検出器の狭間の周波数帯) 中間質量BHからの重力波などが波源 地上での重力波検出(100Hz～)とは全く異なる周波数帯域 DECIGOの帯域にあわせた新しい技術の必要性 基線長の非対称性、フィネスの非対称性で乱される TAMAプロジェクト研究報告書 p56 干渉計が完全にダークフリンジ条件に保たれていれば影響はない 2つのFP共振器の特性が完全に同じであれば影響はない FP共振器の鏡の 残留変位ノイズによってずれる 参考：TAMAの設計値は 光源のノイズは理想的な干渉計では問題にならない 強度ノイズ 周波数ノイズ 低周波の安定化が容易 耐衝撃性が高い 省スペース性が高い これらは宇宙重力波検出器に 必要な性質 安定化に用いる光学素子の振動のため 　低周波帯域では制御が難しい レーザー光源の安定化に用いる光学系を 　ファイバーとそれにカップルした光学素子のみ　 　を用いて構成すればこの問題を回避できる もちろん地上での検出器でも便利な性質 ファイバー光学系の特徴 1. イントロダクション 2. 装置 3. 実験結果 4. まとめ?課題 2.5 マッチングジェル(屈折率整合材) 2.6 非対称Michelson干渉計 2.7 サスペンション 2.8 装置全体写真 2.1 強度安定化 2.2 周波数安定化 2.3 安定度の評価 2.4 光学系の構成 強度安定化 PDで強度ノイズを検出 AOM(音響光学素子)にフィードバック。 　強度ノイズを透過率変化で補償 PD出力電圧をレファレンスIC(AD587) 　にロック 0.62 AOMにおける光のロスと 　制御特性の良さを考慮に入れて、 　透過率0.62の位置にロック ショット