研究課題
本研究では、周波数帯500GHz帯で、量子雑音限界(5hf/k~100K)の超高感度受信機の開発を目標におこなった。その結果当初の目標を達成した(Kamikura et al.2006 in press)。低雑音化に成功したのみならず、広帯域化(385GHz-500GHz)・冷凍機振動対策や冷凍機温度振幅の低減化など工夫による安定性を高める工夫をおこなった。これは天体からの微弱な信号の長時間の積分を可能とする実用型受信機であるといえる。サブミリ波受信機の高性能化のためには、超伝導素子の改良とともに、1.高効率の光学系設計,2.長時間の積分を可能にする安定化、3.アンテナとのアラインメントが必要となる。これらのための要素技術の開発をすすめ、かつ、性能を評価する装置の開発をおこなった。例えば、冷却ミラー1枚で副鏡とフィードホーンを結合する高効率かつ広帯域にて、両偏波を受信する光学設計をおこなった。その結果、交差偏波成分を0.1%以下に抑えることにより、アンテナとの結合効率を高めることに成功した。微弱な信号を検出するためには、長時間積分を可能な、安定度を高めた受信機を設計する必要があり、これまで培ってきたヘリウムポットによる冷凍機の温度安定化技術を取り入いれた。一方、冷凍機の機械振動によるゲインの変動が受信機の安定度を制限していることから、これを克服するために、SISミクサ部と冷凍機を機械的に切り離し、熱的に接触した新しい概念のカートリッジ式冷却ジュワ-の開発をおこなった。この方式により機械的振動が激減し、受信機の安定度が飛躍的に高まった。
すべて 2006 2005
すべて 雑誌論文 (6件)
International Journal of Infrared and Millimeter Wave (In press)
Astrophysical Journal 638
ページ: 860
Astrophysical Journal 637
ページ: 283-295
IEEE Trans. Applied Supercond. 15
ページ: 503-506
Astrophysical Journal 632
ページ: 982-1000
Astronomical Journal 130
ページ: 2166-2184
