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宇宙重力波検出器のための高出力・広帯域周波数安定化光源の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16J09106
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 光工学・光量子科学
研究機関電気通信大学

研究代表者

末正 有  電気通信大学, 情報理工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード重力波 / レーザー / 周波数安定化 / 強度安定化 / 周波数安定度 / 強度安定度
研究実績の概要

日本の重力波検出プロジェクト DECIGO のための安定化光源の開発を行った。
29 年度までにヨウ素安定化光源の Breadboard model(BBM)を二台開発し、その絶対周波数安定度評価を行っていたが、その結果レーザーの周波数安定度の短期安定度が1桁以上要求値より悪い値であることが判明し、その原因は安定化レーザーの周波数基準であるヨウ素分子の飽和吸収線の SNR の悪化であるということが判明した。さらにヨウ素分子の飽和吸収線の SNR はレーザー光源の強度雑音で制限されていた。そのため今年度ではこの変調周波数域の強度雑音を抑圧すべく Feedfoward 法を用いて強度雑音の抑圧を行った。その結果、変調周波数域 200kHz で 10dB 以上の強度雑音抑圧に成功し、復調後の強度雑音も5dB 抑圧された。また、ヨウ素の飽和吸収線の SNR も向上していることを確認した。しかしながら 29 年度に行ったヨウ素分子の飽和吸収線の SNRを向上させるために行った作動受光法との相乗効果は得られておらず、2つの方法を合わせて SNR 向上を行うためには雑音抑圧を制限している原因を追求する必要がある。
また、今年度はレーザーの高出力化も合わせて行った。Yb;fiber DFB laser の出力を増幅するために、マルチモードファイバー、WDM、コンバイナーを用いた二段構造のファイバー増幅器(YDFA)を作成し、波長 1030nm で増幅後の出力 10mW を達成した。また、波長変換器 WG-PPLN を用いて実際に DECIGO の光源で用いられる波長 515nm 光を発生させ前哨計画 B-DECIGO の目標値である 3W を得ることに成功した。今後は複数の増幅器からの出力のコヒーレント加算を行い、DECIGO の目標値である 515nm で 10W を達成する予定である。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち謝辞記載あり 2件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Developments of high frequency and intensity stabilized lasers for space gravitational wave detector DECIGO/B-DECIGO2017

    • 著者名/発表者名
      Aru Suemasa
    • 雑誌名

      CEAS Space Journal

      巻: 印刷中 号: 4 ページ: 485-491

    • DOI

      10.1007/s12567-017-0151-y

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] DEVELOPMENTS OF HIGHLY FREQUENCY AND INTENSITY STABILIZED LASERS FOR SPACE GRAVITATIONAL WAVE DETECTOR DECIGO/PRE-DECIGO2016

    • 著者名/発表者名
      Aru Suemasa
    • 雑誌名

      proceeding of International Conference on Space Optics2016

      巻: -

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] Stable And High Power 515-nm Lasers For Space Gravitatinal Wave Detector;DECIGO2018

    • 著者名/発表者名
      Aru Suemasa
    • 学会等名
      International conference on space optics 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 宇宙重力波検出器DECIGOのための周波数・強度安定化光源の開発2017

    • 著者名/発表者名
      末正有
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] スペース重力波アンテナDECIGO計画(84)安定化光源2017

    • 著者名/発表者名
      末正有
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] evelopments of highly frequency and intensity stabilized lasers for space gravitational wave detector DECIGO/B-DECIGO2017

    • 著者名/発表者名
      Aru Suemasa
    • 学会等名
      CLEO Europe 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of the stable lasers for Gravitational wave detector2017

    • 著者名/発表者名
      Aru Suemasa
    • 学会等名
      Ciais Symposium 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Highly stable lasers for Space Gravitational Wave detector2017

    • 著者名/発表者名
      Aru Suemasa
    • 学会等名
      CIAiS_symposium
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス(東京都文京区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Highly stable lasers for Space Gravitational Wave detector2016

    • 著者名/発表者名
      Aru Suemasa
    • 学会等名
      International Conference on Space Optics2016
    • 発表場所
      The Bellevue Congress Centre(Biarittz, France)
    • 年月日
      2016-10-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スペース重力波アンテナDECIGO計画(75)2016

    • 著者名/発表者名
      末正有
    • 学会等名
      日本物理学会秋期大会
    • 発表場所
      宮崎大学木花キャンパス(宮崎県宮崎市)
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Developments of highly-stabilized lasers for DECIGO/Pre-DECIGO2016

    • 著者名/発表者名
      Aru Suemasa
    • 学会等名
      LISA symposium2016
    • 発表場所
      University Zurich(Switzerland,Zurich)
    • 年月日
      2016-09-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 安定化レーザー光源2016

    • 著者名/発表者名
      末正有
    • 学会等名
      DECIGO workshop
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス(東京都文京区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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