帯域可変型レーザー干渉計重力波アンテナの開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13440087
• Research Institution: National Astronomical Observatory
• Principal Investigator: 川村 静児 国立天文台, 位置天文・天体力学研究系, 助教授 (40301725)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山崎 利孝 国立天文台, 位置天文・天体力学研究系, 助手 (90182485) ; 新井 宏二 国立天文台, 位置天文・天体力学研究系, 助手 (50321584) ; 高橋 竜太郎 国立天文台, 位置天文・天体力学研究系, 助手 (60270451)
• Keywords: 重力波 / レーザー干渉計 / 帯域可変型干渉計

Research Abstract

現在、重力波の検出をめざして、国立天文台のTAMA300をはじめとする大型干渉計の建設が世界各地で行なわれている。また目本の将来計画であるLCGT計画などの、より高感度の検出器も開発されている。それら第二世代の重力波アンテナにおいては、装置の感度を決めるもっとも基本的な雑音である光のショットノイズを抑えるため帯域可変型干渉計を用いることになっている。これは現在の第一世代の検出器で用いられている干渉計にもう1枚鏡を加え、ある領域で感度を改善する方式である。本研究はこの帯域可変型干渉計をLCGTに組み込むための研究である。
平成14年度は、つり下げられたミラーと3倍波復調法を用いた帯域可変型干渉計の特性評価を行なった。帯域可変型干渉計は非常に複雑な制御を必要とするため、これまで諸外国で行なわれてきた実験は全て固定鏡を用いたテーブルトップ実験であった。しかしこれでは実際の重力波検出器における、つり下げられた鏡との整合性が問題であった。そこで我々は、真空中で超小型のサスペンションシステムを導入し、より現実の重力波検出器に近いかたちで実験を行なった。また諸外国で用いられている複数の位相変調を用いた干渉計の信号取得法の複雑さを回避するため、我々は単一変調方式で3倍波復調を用いた信号取得法を考案し、それを使って干渉計を動作させた。我々はこの干渉計について、周波数応答や安定度などについての特性評価を行ない、重力波検出器としての仕様に堪えうるものであることを示した。また、信号制御が光の偏光を用いることにより著しく簡単にまた安定に行なえるようになることを考案し、それを実証するためにテーブルトップ実験を開始した。現在、この実験は干渉計の一部の動作に成功した段階である。

Research Products

• [Publications] O.Miyakawa, et al.: "Development of a Suspended-mass RSE interferometer Using Third Harmonic Demodulation"Classical and Quantum Gravity. 19. 1555-1560 (2002)
• [Publications] K.Somiya, et al.: "Induced Current Damping for the Suspension System of a Gravitational-Wave Detector"Review of Scientific Instruments. 73. 3942-3945 (2002)