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重力波天文台用高性能光源の開発

Research Project

Project/Area Number14047205
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

三尾 典克  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教授 (70209724)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 森脇 成典  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助手 (60262044)
Project Period (FY) 2002 – 2005
Project Status Completed(Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥104,800,000 (Direct Cost : ¥104,800,000)
Fiscal Year 2005 : ¥38,600,000 (Direct Cost : ¥38,600,000)
Fiscal Year 2004 : ¥12,700,000 (Direct Cost : ¥12,700,000)
Fiscal Year 2003 : ¥28,800,000 (Direct Cost : ¥28,800,000)
Fiscal Year 2002 : ¥24,700,000 (Direct Cost : ¥24,700,000)
Keywords重力波検出器 / 高出力レーザー / 固体レーザー / 干渉計測 / 注入同期 / 周波数安定化 / 強度安定化 / レーザー干渉計 / 半導体レーザー励起 / 干渉計
Research Abstract

重力波天文台で使用する可能な高出力・高安定レーザーの開発に関して、今年度の研究では、下記の成果が得られた。
1.昨年度、完成した101W出力の注入同期レーザーに対して、周波数安定化の実験を行い、レーザーの制御に成功した。高性能な光共振器を周波数参照にして、高周波位相変調法を用いた周波数偏差検出法を実装し、注入同期の実現された100Wを超える出力のレーザーに対して、周波数制御が可能なことを初めて示した。実験から得られた注入同期レーザーの周波数雑音のレベルは理論どおりの値を示し、同期の基準となるマスターレーザーの雑音レベルに一致していることを示したのもこの出力レベルではこれまでほとんど例がなかったことである。
2.昨年度開発したレーザーの強度雑音低減化のため、励起電流制御による強度安定化システムをさらに高精度化した。昨年度の研究では、制御用の誤差信号では十分低いレベルを実現したにもかかわらず、制御系の外側で見た揺らぎは非常に大きなままで残留していた。この原因は、レーザー増幅装置におけるレーザー光のビーム揺らぎやビーム品質の劣化にあると考え、モードクリーナーと呼ばれる光共振器を挿入することで、ビーム品質の改善を試みた。その結果、従来よりも低い周波数まで、レーザーの強度雑音が安定化されることが判明した。しかし、同時の測定したビーム揺らぎの情報とは強い相関が見られず、今後、さらに検討する必要があることも判明した。
3.今年度、導入した大型光増幅器に関しても、増幅実験を行い、前項の小型増幅器と同様な形式の安定化装置を試作したところ、十分な制御帯域を得ることが可能なことが判明した。
4.これらの結果から、将来の重力波検出用大型干渉計のレーザー光源として使用可能な光源の開発に成功した。

Report

(4results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • 2002 Annual Research Report

Research Products

(17results)

All 2005 2004 Other

All Journal Article Publications

  • [Journal Article] 100W, single-frequency operation of an injection-locked Nd : YAG laser2005

    • Author(s)
      K.Takeno, T.Ozeki, S.Moriwaki, N.Mio
    • Journal Title

      Optics Letters 30・16

      Pages : 2110-2112

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Upper limits on gravitational-wave bursts radiated from stellar-core collapses in our galaxy2005

    • Author(s)
      M.Ando 他多数
    • Journal Title

      Classical and Quantum Gravity 22・18

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Development of a frequency-detuned interferometer as a prototype experiment for next-generation gravitational-wave detectors2005

    • Author(s)
      K.Somiya 他多数
    • Journal Title

      Applied Optics 44・16

      Pages : 3179-3191

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Analysis methods for burst gravitational waves with TAMA data2004

    • Author(s)
      M.Ando 他多数
    • Journal Title

      CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY 21・20

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Coincidence analysis to search for inspiraling compact binaries using TAMA300 and LISM data2004

    • Author(s)
      H.Takahashi 他多数
    • Journal Title

      Physical Review D 70・4

      Pages : 42003-42003

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Internal friction originating from random magnetism2004

    • Author(s)
      T.Tanji 他多数
    • Journal Title

      JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 43・6A

      Pages : 3552-3555

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] S.Nagano 他多数: "Development of a multistage laser frequency stabilization for an interferometric gravitational-wave detector"Rev.Sci.Instrum.. 74. 4176-4183 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] T.Tanji, S.Moriwaki, N.Mio他: "Measurement of damping performace of M2052 alloy at cryogenic temperature"J.Alloys Comp.. 355. 207-210 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] K.Kuroda 他多数: "Current status of large-scale cryogenic gravitational wave telescope"Class.Quantum Grav.. 20. S871-S884 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Norikatsu Mio, the LCGT Collaboration: "Large-scale cryogenic gravitational wave telescope(LCGT)"Prog.Theor.Phys.. S151. 221-225 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 三尾典克: "レーザー干渉計による重力波検出"O plus E. 26巻1号. 29-35 (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] T.Takeno, S.Moriwaki, N.Mio: "Development of a high-power and stable laser for large-scale cryogenic gravitational wave telescope"Class.Quantum Grav.. 21. S881-S886 (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 三尾典克(分担執筆, 編者3名, 著者10名): "宇宙を見る新しい目(日本物理学会[編])"日本評論社. 24(223) (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] N.Mio, the Tama Collaboration: "Interferometric gravitational wave detector in Japan"Proc. of the 7th international symposium on foudations of quantum mechanics in the light if new technology. 259-264 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] 三尾典克: "動き始めた重力波天文台"数理科学. 476号. 78-83 (2003)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] N Mio, T Tanji, S Moriwaki: "Application of a high-performance damping metal to gravitational wave detectors"Class. Quantum Grav.. 19. 1647-1654 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] K.Somiya, H.Tariq, O.Miyakawa, G.Heinzel, N.Mio, S.Kawamura: "Induced current damping for the suspension system of a gravitational-wave detector"Rev. Sci. Instrum.. 73. 3942-3945 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report

URL :

Published : 2002-04-01   Modified : 2018-03-28  

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