2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of Terahertz Intensity Interferometry for Super High Angular Resolution
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20K20346
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| Research Institution | National Astronomical Observatory of Japan |
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Principal Investigator |
松尾 宏 国立天文台, 先端技術センター, 准教授 (90192749)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
江澤 元 国立天文台, アルマプロジェクト, 助教 (60321585)
浮辺 雅宏 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究グループ長 (00344226)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | テラヘルツ技術 / 強度干渉計 / 超伝導検出器 / 冷却システム / 極低温回路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
テラヘルツ強度干渉計の実証実験を行う準備として、SIS光子検出器と極低温回路の開発を進め、光学実験用クライオスタットと吸着冷凍器の性能評価を行った。
SIS光子検出器については、電磁界シミュレーションをHFSSおよびFEKOを用いて行い、設計パラメータにフィードバックを行うことで、サブミリ波帯で高感度の光子検出器を実現した(Ezawa et al. 2020)。検出器の高周波化を目指して、国立天文台・先端技術センターの超伝導薄膜製造設備を用いた微小接合の試作および評価を行い、HFSSおよびFEKOを用いて1.5THz帯検出器の設計、製作を行った。（本試作研究にはJAXAの搭載機器基礎開発研究費のサポートも得ている。）
検出器の0.8Kステージ読出し回路としてGaAs-JFETのソースフォロア回路を採用することとし、試作回路を製作し性能を評価した。また、4Kステージで用いる回路素子として2種のGaAs-HEMTを選定し、極低温での素子評価を開始した。
テラヘルツ強度干渉計の実証実験に用いるクライオスタットの組み上げを完了し、パルスチューブ冷凍機を用いた冷却試験により目標とする4K以下の冷却性能を達成した。並行して進めている0.8K吸着冷凍器の製作については、共同研究も含めて3台の組み立て動作試験を行い、最低到達温度0.71K、0.80Kでの冷却パワー約400uWが安定に得られるようになった。
テラヘルツ強度干渉計の実験に向けて、ZEMAXを用いた光学設計および光学部品・機構部品の設計製作を進め、クライオスタットへの検出器搭載、干渉計光学系の製作を進めている。
将来計画への取り組みとして、光学赤外線天文学連合のシンポジウムでスペースでの赤外線干渉計計画をレビューし、電波天文分野では南極テラヘルツ干渉計について研究会等で議論した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
コロナウイルスによる在宅勤務、研究室所属学生の在宅勉強などで、実験室での活動が大きく制限された。合わせて回路部品などの納期が大幅に長くなり（納期数か月の物品が多い）、実験装置の組み上げが大幅に遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
特別共同利用研究員（受託院生）として、筑波大学の大学院生2名が本研究開発に参加することで、実験研究が大きく進展すると期待される。また、筑波大学および関西学院大学と協力して、南極高地（新ドームふじ基地）からのテラヘルツ天文観測を推進しており、本研究の成果が期待されている。
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| Causes of Carryover |
コロナウイルス対策により実験室での活動が大きく制限された。次年度にテラヘルツ強度干渉計の実証実験を行う光学実験装置を完成させ、強度干渉計による画像合成の実験を行う計画である。
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Research Products
(17 results)
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[Presentation] 南極テラヘルツ望遠鏡計画2021
Author(s)
久野成夫, 新田冬夢, 橋本拓也, 齋藤弘雄, Dragan SALAK, 中井直正, 瀬田益道, 徂徠和夫, 永井 誠, 梅本智文, 松尾 宏
Organizer
日本天文学会2021年秋季年会
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