2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study of stable optical cavity at low temperature
| Project/Area Number |
25287053
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
大橋 正健 東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (80213833)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山元 一広 富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 准教授 (00401290)
内山 隆 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (60361656)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 重力波 / レーザー干渉計 / 光学薄膜 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、極低温において超安定光共振器（ファブリーペロー共振器）を実現しようとするものである。これまで、世界の複数研究機関でミラーコーティング（光学薄膜）の機械的Q値の測定がなされてきたが、極低温における測定値に大きな乖離があった。とくに英国グラスゴー大学の測定値は、極低温で機械的Q値が大きく低下するというものであり、重力波望遠鏡KAGRAにおいてコーティングの熱雑音が大きくなるという深刻な問題となる可能性があった。これについて、KAGRAが想定しているミラーコーティングの機械的Q値を実測することにより、この問題を解決するということが本研究の目的の一つである。
極低温における機械的Q値の測定が、2種類のミラーコーティング（Tiドープの有無）に対して実行された。この測定では、極低温における機械的Q値の低下は確認されず、ミラーを極低温に冷却することで、熱雑音を大幅に低減できる可能性が高いことが判明した。この結果を受けて、極低温ミラーの仕様が決定された。
極低温ミラーの製作において、次に問題となるのが、研磨である。最終的には基線長が３ｋｍにもおよぶ光共振器を構成するためには、ミラーの表面形状が設計どおりで、かつ極めて滑らかでなくてはならない。この問題についても解決するために、大口径サファイア基材を用意し、それを実際に研磨して表面形状を測定した。これにより、現在の研磨技術で高性能な長基線光共振器を構成可能であることを確認した。
|
| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
-
[Presentation] KAGRA低温系の現状II2016
Author(s)
山元一広, Kieran Craig, 梶田隆章, 宮本昂拓, 田中宏樹, 萩原綾子, 木村誠宏, Rahul Kumar, 鈴木敏一, 都丸隆行, KAGRA Cryogenics Subgroup
Organizer
日本物理学会2016年秋季大会
Place of Presentation
宮崎大学（宮崎県宮崎市）
Year and Date
2016-09-22
-
