2020 Fiscal Year Annual Research Report
CMB観測の超高感度化に向けた超電導ラジオメーターの開発
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20H01937
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| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology |
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Principal Investigator |
美馬 覚 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所神戸フロンティア研究センター, 研究員 (50721578)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大島 泰 国立天文台, 先端技術センター, 助教 (40450184)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 超伝導検出器 / 宇宙マイクロ波背景放射 / ラジオメーター / 超伝導ラジオメーター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地上からの宇宙マイクロ波背景放射（CMB）偏光観測に代表される電波の精密観測は、高精度化、大規模化が進んでいる。さらなる高精度観測には、大気放射の影響の除去が不可欠である。本研究では「大気放射の影響を精密にかつCMB観測と同時観測」できる超伝導ラジオメーターを開発、実現することを目的としている。CMB偏光観測用の望遠鏡に搭載可能な超伝導ラジオメーターを開発し、地上の大気放射、特に水蒸気の影響を精密に同時計測できるシステムを構築する。
本研究で開発する超伝導ラジオメーターは、大気放射の影響が大きい183 GHzを中心帯域を持つようにデザインし、大気放射のスペクトル形状をとらえる。
初年度である本年は、超伝導検出器の試作とシステム設計を行う予定であったが、新型コロナウイルス感染症による影響により、超伝導検出器試作のため利用を予定していた協力機関の利用が困難になった。また、超伝導検出器の読み出しに用いる読み出し装置が、半導体部品などの供給不足により、納期が大幅に伸び入手が困難になった。
このため、検出器部を超伝導共振器にバンドパスフィルターを使ったタイプで超伝導ラジオメーターを実現できるように、システム全体の設計を再構築した。再構築した設計を基に、検出器の設計と光学特性のシミュレーションを中心に開発を進めた。検出器の試作条件出しを、理化学研究所のクリーンルームで行い、冷凍機で設計の検証を行った。
超伝導ラジオメーターの窓からの赤外線の入射を抑える光学フィルターと、低熱収縮率シリコンアルミ合金を用いたホーンアンテナアレイの開発を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウイルス感染症による影響により、協力機関の利用が困難になった。また、検出器の読み出し装置の納期が大幅に伸びたため、超伝導検出器を含めた超伝導ラジオメーターのシステム設計の再構築に時間を要した。
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| Strategy for Future Research Activity |
新型コロナウイルス感染症による影響が長く続いた場合、協力機関の利用が今後もできない可能性があるため、理化学研究所のクリーンルームでできる条件出しを進める。設計を再構築した超伝導ラジオメーターの読み出しについても、半導体不足の影響が懸念されるため、入手を急ぐ。
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[Presentation] 低熱収縮率シリコンアルミ合金を用いたホーンアンテナアレイの開発2021
Author(s)
竹腰達哉, 李建鋒, 陳家偉, 宇野慎介, 井上修平, 長沼桐葉, 丹羽佑果, 藤田和之, 香内晃, 中坪俊一, 美馬覚, 大島泰
Organizer
第21回ミリ波サブミリ波受信機ワークショップ
