| 研究課題/領域番号 |
14047205
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
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)
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| 研究分担者 |
森脇 成典 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助手 (60262044)
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| キーワード | 高出力レーザー / 固体レーザー / 重力波検出器 / レーザー干渉計 / 半導体レーザー励起 / 注入同期 / 強度安定化 |
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| 研究概要 |
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120W出力のリングレーザーに対して、注入同期実験を行い、レーザーの制御に成功した。注入同期の実現された最高の出力は101Wで、注入同期方式による単一周波数発振出力としては世界最大である。この制御を行う際に、注入するマスターの出力は1W程度であり、1段注入同期方式で100W出力レベルのレーザーの制御が可能なことを初めて示した。
2.注入同期の実現している状態で、100Wレーザーのフリーランでの周波数揺らぎの測定に成功した。この結果から、レーザーが高い出力での発振状態にあっても、揺らぎは発振していない状態で測定された共振器の揺らぎと同じであることがわかった。これは、注入同期された状態でのレーザー発振の周波数揺らぎは、共振器の揺らぎで完全に支配されていることを示す。この事実は、発振出力を増大させても原理的には共振器を安定化することで周波数制御が可能であることを実験的に初めて証明した。
3.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試作した。制御系は、高い安定度と制御ゲインを実現した、制御用の誤差信号では十分低いレベルを実現した。しかし、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、光検出の際に発生する熱と光ビームの方向揺らぎが結合して発生するものと考えて対策を行った結果、その仮説を支持する傍証を得た。
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