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2018 年度 実績報告書

第三世代重力波望遠鏡用の新素材鏡開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H06204
配分区分補助金
研究機関東京大学

研究代表者

三代木 伸二  東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (20302680)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2021-03-31
キーワード重力波 / 単結晶シリコン / 結晶性薄膜 / 赤外線
研究実績の概要

平成29年11月、シリコン鏡基材のレーザー波長別吸収量評価実験、及び吸収量解析の結果、準備されるシリコン基材のメーカーやそのメーカーの製造条件により、予期しなかった吸収量のばらつきが見られたため、予定より多くの鏡基材サンプルを収集した上で評価実験、解析を再度行うこととした。延長調査の結果、本実験のために必要な低吸収量を均一に持つ機材の入手が可能となり、そのシリコン基材の研磨技術の開発段階に移行した。一方従来の低温における鏡機材であるサファイア基材を参照とするため、サファイア基材の研磨も同時に行うこととした。
シリコン基材の研磨に関しては、比較的柔らかい基材であるため、当初目標の表面研磨制度を得ることができたが、一方サファイア基材に関しては、当初の予想に反し、研磨に関してより精密な研磨性能が必要であることが明らかとなった。研究遂行上、この高い性能を実現する高度な研磨技術の確立と保証を得るために、サファイア基材の研磨性能の検討を行ったうえで研磨性能調査を再開することとした。
並行して、表面散乱計測装置を構築し、上記のミクロなレベルでの表面研磨性能(散乱測定)に用い、計測を継続している。さらに、ZYGO波面計測装置を用い。グローバルな領域での英面研磨性能の評価を継続している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

平成30年11月、サファイア基材の研磨性能調査の過程で、当初の予想に反し、サファイア基材の研磨に関してより精密な研磨性能が必要であることが明らかとなった。研究遂行上、この高い性能を実現する高度な研磨技術の確立と保証を得るために、異種鏡機材の研磨性能の検討を行ったうえで研磨性能調査を再開する必要が生じているため。

今後の研究の推進方策

メーカーの納品するサファイア研磨基盤を、構築した表面散乱計測装置、及びZYGO表面形状計測装置を用い、ミクロ、グローバルの両面から表面研磨性能を評価し、その結果をメーカーにフィードバックする形で、目標の研磨制度に近づけていく予定である。その後は、シリコン、サファイア量基材に対し、AlGaAs をコートし、コートされた表面散乱測定を、表面散乱計測装置を用いて行い、要請を満たしているかどうか確認する。満たされていれば、二枚の鏡でFP共振器を構成し、その反射率、損失、透過率の推定計測を、これも、前年度に構築したシステムにより行う予定である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Construction of KAGRA: an Underground Gravitational Wave Observatory2018

    • 著者名/発表者名
      T. Akutsu, and KAGRA Collaboration
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2018 ページ: 013F01

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/ptep/ptx180

    • 査読あり
  • [学会発表] 重力波望遠鏡KAGRAとネットワーク活用2018

    • 著者名/発表者名
      三代木伸二
    • 学会等名
      学術情報基盤オープンフォーラム2018
    • 招待講演
  • [学会発表] 精密時空時計測が拓く重力波天文学2018

    • 著者名/発表者名
      Shinji Miyoki
    • 学会等名
      日本学術会議公開シンポジウム 「新しい国際単位系(SI)重さ、電気、温度、 そして時間の計測と私たちの暮らし」
    • 招待講演
  • [学会発表] Pioneering of new physics fields with technologies and knowledge obtained for gravitational wave detectors.2018

    • 著者名/発表者名
      S.Miyoki.
    • 学会等名
      Second international workshop "Particles, Gravitation and the Universe" (PGU 2018)
    • 招待講演
  • [学会発表] Experiences with the underground facility for KAGRA Site2018

    • 著者名/発表者名
      S.Miyoki, and KAGRA Collaboration
    • 学会等名
      Gravitational Wave Advanced Detectors Workshop (GWADW) 2018
    • 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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