重力波検出のための光キャビティによるレ-ザ-周波数安定化と光再利用

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01460012
• Research Institution: National Astronomical Observatory of Japan
• Principal Investigator: 藤本 眞克 国立天文台, 位置天文・天体力学研究系, 助教授 (90107475)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 清水 富士夫 東京大学, 工学部, 教授 (00011156) ; 春日 隆 国立天文台, 電波天文学研究系, 助手 (70126027)
• Keywords: 重力波検出 / ファブリ-ペロ-共振器 / レ-ザ-干渉計 / 周波数安定化 / 光リサイクリング

Research Abstract

重力波検出は天文学に全く新しい観測手段を提供することが期待された最後に残されたフロンティアの一つである。今世紀中の実験に向けて世界各地で開発研究が進められているが、ほとんど全ての要素について極限の性能と精度が要求されるため、その準備研究においても慎重な実験計画を必要とする。
本研究では、レ-ザ-干渉計型の重力波検出器において心臓部を成すファブリ-ペロ-光共振器のコントロ-ル技術の確立を目的として、ミラ-位置と方向の制御方式、光学的変調技術など必要な開発を行い、その結果として、レ-ザ-周波数と光キャビティの調和のためのレ-ザ-周波数安定化、および光再利用のための基礎実験を計画した。
第一年次の今年度は、ファブリ-ペロ-光キャビティやレ-ザ-干渉計を入れるための真空容器の製作と、真空内でのミラ-位置や光路制御用素子の真空テストを主として行った。その結果、真空容器の到達真空度は10^<-8>Torrと当初の予想を超えるものが得られ、真空内での各種光学素子や制御素子についても利用できる見通しを持つことができた。
これに併行して、空気中での干渉計組立てを行い97%程度の干渉縞コントラストを得ている。
こうした実験準備を行いながら、大型レ-ザ-干渉計の概念設計を進め、重力波アンテナとして機能しうる干渉計の構成案を作成した。さらに、これを実現するための開発要素毎の問題点を整理して、開発用プロトタイプ案も設計し、本研究の目的をより明確にしてきた。この成果は準備成果と合わさって、来年度の本研究遂行に見通しを与えるものである。

Research Products

• [Publications] 中村卓史,藤本眞克: "重力波天文学" 日本物理学会誌. 45. 2-9 (1990)
• [Publications] 大橋正健 藤本眞克: "レ-ザ-干渉計による重力波検出" 光学. 19. (1990)