長基線DL方式レーザー干渉計量重力波アンテナの開発

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04234107
• 研究機関: 宇宙科学研究所
• 研究代表者: 河島 信樹 宇宙科学研究所, 惑星研究系, 教授 (60013702)
• 研究分担者: 上窪田 紀彦 高エネルギー物理学研究所, 加速器物理学, 助手 (10183782) ; 小川 雄二郎 高エネルギー物理学研究所, 加速器物理学, 助手 (70177145) ; 横田 俊昭 愛媛大学, 教養学部, 助教授 (80033851) ; 水野 英一 宇宙科学研究所, 惑星研究系, 助手 (20229701)
• キーワード: 重力波 / レーザー干渉計 / ディレーライン型 / ショットノイズ / アルゴンイオンレーザー / 懸架型ファブリーペロ干渉計 / (レーザーの)周波数安定化 / 防振

研究概要

平成4年度から作業を始めたこの計画研究の中心課題である100mディレイライン型レーザー干渉計(TENKO-100)は、平成4年度中に第1の関門である100回折り返しが可能であることを実証したが、本年9月には、第2の関門である、100回折り返しの両アームの光を干渉させ、ダーク・フリンジにロックさせ干渉させ、ダーク・フリンジにロックさせ干渉計として機能させることに成功した。さらに12には、第3の関門であるこの前身の10m干渉計(TENKO-10)の感度 h=10-18/(Hz)1/2を越え、わが国では、最高のレーザー干渉計重量波アンテナとして稼働をはじめた。さらに世界最高の感度をめざして、レーザーの周波雑音、強度雑音、懸架装置の懸架システムの雑音、散乱光の雑音など多くの雑音の原因の究明とその除去を精力的におこなってきた。また、現在のシステムの各種の改良のための準備作業や、試験作業を行ってきた。
1)レーザーの増力 干渉計の基本的な雑音であるシュットノイズを低減させるため、現在使用しているシングルモード400mwのアルゴインオンレーザーを増力して、5wクラスのレーザーの整備を70%完了した。来年度はじめに整備を終わり、7月までには本システムの組入れられる。
2)防振系の整備 現在の設置場所が地盤振動などの機械雑音が大きい環境であるので、ミラーの懸架を現在の単純な一階振り子に加えて、段階的に光学系全体を設置しているベースプレトの懸架とスタック構造を加えた二段懸架に改良するが、本年度は前者を完了し、後者の作業が来年度はじめに行えるための準備ならびに試験を完了した。
3)懸架型ファブリ・ペロー干渉計の整備 レーザーの周波数安定化の基準ならびにモードクリーナーとしての機能をもたせたもので、80%完了し、来年度はじめには本システムに組み込まれる。

研究成果

• [文献書誌] R.Takahashi,N.Kawashima20GB01:Control of a 10m Delay-Line Laser Interferometer Using the Pre-mondulation Wethod: Phys.Lett.A.(to be published). (1994)
• [文献書誌] R.Takahashi.J.Mizuno,and N.Kawashima: "Arm Length Watching in 10m Delay-Line Interfometer" ISAS Rep.649. 1-9 (1993)
• [文献書誌] M.Podgorny,S.Sasaki andN.Kawashima: "Possibility of the Critical Velocity Phenomena in theFirst SEPAC Experiment" J.Geomag.45. 23-27 (1993)
• [文献書誌] N.Kawashima,A.Yamori,M.Yanagisawa,H.Kubo,Kohno: "Stable and ReproducbleProduction of High Velocity Project in ISAS Railgun [HYPAC]" IEEE Transactions on Magnetics. 29. 431-434 (1993)
• [文献書誌] 河島信樹: "100mDL型レーザー干渉計重力波アンテナの建設" 「重力波天文学」研究成果報告. 20-49 (1993)
• [文献書誌] 高橋竜太郎,河島信樹,水野英一,水野潤,三代木伸二,平尾淳一,他: "宇宙研10mレーザー干渉計実験結果し" 「重力波天文学」研究成果報告. 50-75 (1993)
• [文献書誌] 横田俊昭,河島信樹: "大型ミラーの検査法" 「重力波天文学」研究成果報告. 76-79 (1993)
• [文献書誌] 河島信樹: "重力波でみる宇宙-重力波天文学をめざして-" 宇宙誕生・進化の謎を解く鍵素粒子. 92-103 (1993)