2022 Fiscal Year Annual Research 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)
藤井 剛 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, 主任研究員 (30709598)
浮辺 雅宏 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究グループ長 (00344226) [Withdrawn]
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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に向けて、クライオスタット、0.8K吸着冷凍器、SIS光子検出器、および極低温読出回路の開発を完了し、干渉計実験システムとして完成させた。
冷却システムは機械式の4Kクライオスタットに0.8K吸着冷凍器を搭載し、0.8Kステージ上の検出器と初段読出回路を高純度銅線経由で冷却する構造とした。テラヘルツ光入射時は0.8Kを若干超えるが、光学実験には十分な冷却性能が得られることが確認された。
サブミリ波帯SIS光子検出器をクライオスタットに搭載し、磁気シールドと超伝導マグネットによる磁場印加でSIS光子検出器のリーク電流は3nA以下が実現され、光学実験を進めるためには十分な性能と判断した。1.5THz帯のSIS光子検出器はシミュレーションで設計最適化を図り、改良型フォトマスクによる試作を進めた。
低リーク検出器の高速読出しのため2段ソースフォロア回路を採用し、0.8Kステージ上のGaAs-JFETソースフォロア回路で出力抵抗を数kΩに下げた後、4Kステージ上のGaAs-HEMTソースフォロア回路で出力抵抗50Ωを実現し、広帯域アンプに接続することで数100MHzの高速読出しを実現した。
強度干渉計の実証実験では、黒体放射源と球面鏡により天体放射を模擬し、自動ステージと3面鏡を用いた基線長100mm-500mmの2素子強度干渉計光学系を実現した。2つのクライオスタット窓それぞれに300K, 60K, 4Kと3つの開口があり、それぞれの窓材に反射防止を施しFTSおよびTHz-TDSで分光特性の評価を行いクライオスタットに搭載した。データ取得、解析用計算機についても導入済みであり、4K冷凍機用冷却水トラブルが解決次第、光学実験が実行可能である。
研究期間を通して、国内外の研究会でテラヘルツ強度干渉計の開発および将来計画の提案を行い、関連研究者との意見交換を進めた。
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Research Products
(9 results)
