カートリッジ型超伝導受信機の開発と原子・分子線観測による星間物質進化の研究

2007 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 17340058
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 国立天文台
• 研究代表者: 関本 裕太郎 国立天文台, 先端技術センター, 准教授 (70262152)
• 研究分担者: 立松 健一 国立天文台, 電波研究部, 教授 (40202171)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2007
• キーワード: 受信機 / サブミリ波 / 超伝導 / SISミクサ / ビームパターン / 振幅・位相安定性 / phase stability

研究概要

本研究は、周波数帯385-500GHz帯で、量子雑音限界(5hf/k~100K)の超高感度サブミリ波信機を開発をおこなった。その結果、サブミリ波において、サイドバンド分離型受信機として世界最高性能が達成された(Kamikura, et. Al.2006)。低雑音化に成功したのみならず、引き続き、RF帯での広帯域化(385GHz-500GHz)や中間周波数帯での広帯域化(4-8GHz)等の工夫をおこなった。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の天体観測用超伝導受信機であるといえる。高精度なビームパターンや交差偏波の測定が可能となる測定システムの開発にも成功し、論文にまとめて投稿している。
将来の多ピクセル受信機アレイを目指して、バランスドミクサの開発をおこない、論文として受理された。また、次世代のダブルバランスドミクサの設計・試作研究をおこなった。
N2H+というイオンやHC3Nといった分子線をもちいたオリオン分子雲の観測的研究もおこない、論文に投稿し、受理されている。

研究成果

• [雑誌論文] A 400-500 GHz Balanced SIS Mixer with a Waveguide Quadrature Hybrid Coupler (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Serizawa, Y.Sekimoto, et. al.
  • 雑誌名: International Journal of Infrared and Millimeter Waves
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] N2H+ and HC3N Observations of the Orion A Cloud (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Tatematsu, R.Kandori, T.Umemoto, and Y.Sekimoto
  • 雑誌名: PASJ
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] A 400 - 500 GHz Balanced SIS Mixer with a Waveguide Quadrature Hybrid Coupler (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Serizawa, Y. Sekirnoto, et. al.
  • 雑誌名: International Journal of Infrared and Millimeter Waves (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] N2H+ and HC3N Observations of the Orion A Cloud (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Tatematsu, R. Kandori, T. Umemoto, Y. Sekimoto
  • 雑誌名: PAS J (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A Submillimeter Cartridge-Te Receiver : ALMA Band 8(385-500 GHz) qualification model (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Satou, Y. Sekimoto, et. al.
  • 雑誌名: PAS J (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Effect of Magnetic Field on Performance of SIS Mixers Measured at 385-500 GHz (2007)
  • 著者名/発表者名: W.Shan, S.C.Shi, Y.Sekimoto, T.Noguchi
  • 雑誌名: IEEE microwave and wireless components letters 17 ページ: 268-270
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] N2H+ and HC3N Observations of the Orion A Cloud (2007)
  • 著者名/発表者名: W. Shan, S. C. Shi, Y. Sekimoto, T. Noguchi
  • 雑誌名: IEEE microwave and wireless components letters 17 ページ: 268-270
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The Discovery of Diffuse X-Ray Emission in NGC 2024,One of the Nearest Massive Star-forming Region (2006)
  • 著者名/発表者名: Ezoe, Y.;Kokubun, M.;Makishima, K.;Sekimoto, Y.;Matsuzaki, K.
  • 雑誌名: ApJ Letter 649 ページ: L123-L128
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] A385-500GHz Sideband-Separating(2SB)SIS Mixer Based on a Waveguide Split-block Coupler (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Kamikura, Y.Tomimura, Y.Sekimoto, S.Asayama, W.L.Shan, N.Satou, Y.Iizuka, T.Ito, T.Kamba, Y.Serizawa, T.Noguchi
  • 雑誌名: International Journal of Infrared and Millimeter Waves 27 ページ: 37-53
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] A 385-500 GHz Low Noise Superconductor-Insulatro-Superconductor Mixer for ALMA band 8 (2006)
  • 著者名/発表者名: W.L.Shan, S.Asayama, M.Kamikura, T.Noguchi, S.C.Shi, Y.Sekimoto
  • 雑誌名: IEICE Trans.Electron. E39 ページ: 170-176
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of Diffuse Hard X-Ray Emission from the Massive Star-Forming Region NGC 6334 (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Ezoe, M.Kokubun, K.Makishima, Y.Sekimoto, and K.Matsuzaki
  • 雑誌名: ApJ 638 ページ: 860-877
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Discovery of Diffuse X-Ray Emission in NGC 2024, One of the Nearest Massive Star-forming Region (2006)
  • 著者名/発表者名: Ezoe, Y. ; Kokubun, M. ; Makishima, K. ; Sekimoto, Y. ; Matsuzaki, K.
  • 雑誌名: Ap JL 649 ページ: L123-L128
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A 385-500 GHz Sideband-Separating(2SB) SIS Mixer Based on a Waveguide Split-block Coupler (2006)
  • 著者名/発表者名: M. Kamikura, Y. Tomimura, Y. Sekimoto, S. Asayama, W. L. Shan, N. Satou, Y. lizuka, T. Ito, T. Kamba, Y. Serizawa, T. Noguchi
  • 雑誌名: International Journal of Infrared and Millimeter Waves 27 ページ: 37-53
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A 385-500 GHz Low Noise Superconductor-Insulatro-Superconductor Mixer for ALMA band 8 (2006)
  • 著者名/発表者名: W. L. Shan, S. Asayama, M. Kamikura, T. Noguchi, S. C. Shi, Y. Sekimoto
  • 雑誌名: IEICE Trans. Electron. E89 ページ: 170-176
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Investigation of Diffuse Hard X-Ray Emission from the Massive Star-Forming Region NGC 6334 (2006)
  • 著者名/発表者名: Matsuzaki
  • 雑誌名: Ap I 638 ページ: 860-877
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Design and Development of SIS Mixers for ALMA Band 8 (2005)
  • 著者名/発表者名: W.L.Shan, T.Noguchi, S.C.Shi, Y.Sekimoto
  • 雑誌名: IEEE Trans.Applied Supercond 15 ページ: 1115-1126
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and Development of SIS Mixers for ALMA Band 8 (2005)
  • 著者名/発表者名: W. L. Shan, T. Noguchi, S. C. Shi, Y. Sekimoto
  • 雑誌名: IEEE Trans. Applied Supercond. 15 ページ: 503-506
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A Submillimeter Cartridge-Type Receiver:ALMA Band 8(385-500 GHz)qualification model
  • 著者名/発表者名: N.Satou, Y.Sekimoto, et. al.
  • 雑誌名: PASJ
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [学会発表] ALMA Band8受信機-プレ量産1号機の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 関本 裕太郎
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 代々木
  • 年月日: 2008-03-26
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] ALMA Band8 receiver-Development for Pre-production #1 Cartridge (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Sekimoto
  • 学会等名: Astronomical Society of Japan
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2008-03-26
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より