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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Wide field CMB polarization telescope with cryogenic Si lenses

Research Project

Project/Area Number 17H01115
Research InstitutionJapan Aerospace EXploration Agency

Principal Investigator

関本 裕太郎  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (70262152)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Keywords宇宙マイクロ波背景放射 / ミリ波広視野光学系 / 偏光観測 / 極低温
Outline of Annual Research Achievements

宇宙マイクロ波背景放射(CMB) の偏光観測によって、インフレーションによって生じた原始重力波の痕跡(B-mode 偏光) を検出することができる。CMB 偏光観測衛星LiteBIRD の高周波側を観測する広視野かつコンパクトなミリ波望遠鏡を開発している。広帯域の観測周波数100 -400 GHz を広視野(~20度)にて観測することで、前景放射である銀河面内の星間ダストからの偏光を効率的に差し引くことができる。高い屈折率を持ちかつ低損失のシリコン(Si) レンズに、広帯域反射防止膜を加工することにより、広帯域および広視野が実現する。直径300mmのシリコンレンズにサブ波長構造の反射防止加工に成功した。また近傍解測定による広視野冷却望遠鏡の遠方サイドローブを含めたビーム形状測定や交差偏波特性測定にも成功している。
広視野望遠鏡で問題となる迷光や多重反射を抑える開発を行う。本研究により広視野CMB偏光望遠鏡が実現すれば、他のCMB偏光実験や広視野ミリ波望遠鏡の焦点面集光部にも応用可能となる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

宇宙マイクロ波背景放射(CMB) の偏光観測のための広視野の冷却望遠鏡を開発している。そのために必要な鍵となる要素技術: 大口径シリコン(Si)レンズとその広帯域反射防止膜の開発を行ってきた。直径300mmのSilレンズにサブ波長の反射防止構造の加工に成功した。また近傍解測定による広視野冷却望遠鏡の遠方サイドローブを含めたビーム形状測定や交差偏波特性測定にも成功している。

Strategy for Future Research Activity

宇宙マイクロ波背景放射(CMB) の偏光観測のための広視野の冷却望遠鏡を開発している。今後は広視野望遠鏡における迷光対策やゴースト対策を進めるとともに、近傍サイドローブの測定法や偏光角の回転の測定法を開拓する。

  • Research Products

    (18 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Peer Reviewed: 5 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of California, Berkeley/University of California, San Diego/Stanford University(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      University of California, Berkeley/University of California, San Diego/Stanford University
    • # of Other Institutions
      2
  • [Int'l Joint Research] IRAP/IAS/LAL(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      IRAP/IAS/LAL
    • # of Other Institutions
      2
  • [Int'l Joint Research] University of Rome/University of Milano/ASI(イタリア)

    • Country Name
      ITALY
    • Counterpart Institution
      University of Rome/University of Milano/ASI
    • # of Other Institutions
      1
  • [Int'l Joint Research] Cardiff university/University College of London(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      Cardiff university/University College of London
  • [Journal Article] LiteBIRD: A Satellite for the Studies of B-Mode Polarization and Inflation from Cosmic Background Radiation Detection2019

    • Author(s)
      Hazumi M. et al.
    • Journal Title

      Journal of Low Temperature Physics

      Volume: 194 Pages: 443~452

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s10909-019-02150-5

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Concept design of the LiteBIRD satellite for CMB B-mode polarization2018

    • Author(s)
      Sekimoto Yutaro et al.
    • Journal Title

      SPIE proceedings

      Volume: 10698 Pages: 106981Y

    • DOI

      https://doi.org/10.1117/12.2313432

    • Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The optical design and physical optics analysis of a cross-Dragonian telescope for LiteBIRD2018

    • Author(s)
      Dotani Tadayasu、Hasebe Takashi、Hazumi Masashi、Inatani Junji、Ishino Hirokazu、Kashima Shingo、Katayama Nobuhiko、Kimura Kimihiro、Matsumura Tomotake、Nagata Ryo、Sekimoto Yutaro、Sugai Hajime、Suzuki Aritoki、Utsunomiya Shin、Imada Hiroaki
    • Journal Title

      SPIE proceedings

      Volume: 10698 Pages: 106984K

    • DOI

      https://doi.org/10.1117/12.2312185

    • Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Thermal design utilizing radiative cooling for the payload module of LiteBIRD2018

    • Author(s)
      Hasebe Takashi、Kashima Shingo、Uozumi Satoru、Ishino Hirokazu、Utsunomiya Shin、Noda Hirofumi、Mitsuda Kazuhisa、Sekimoto Yutaro、Dotani Tadayasu、Matsumura Tomotake、Sugai Hajime、Tsujimoto Masahiro、Imada Hiroaki、Hazumi Masashi
    • Journal Title

      SPIE proceedings

      Volume: 10698 Pages: 1069864

    • DOI

      https://doi.org/10.1117/12.2313034

  • [Journal Article] Current design of the electrical architecture for the payload module of LiteBIRD2018

    • Author(s)
      Tsujimoto Masahiro、Nishino Haruki、Sekimoto Yutaro、Hazumi Masashi、Dotani Tadayasu、Ishino Hirokazu、Kibayashi Atsuko、Sakurai Yuki、Matsumura Tomotake、Dobbs Matt、Cliche Jean-Francois、Smecher Graeme、Suzuki Aritoki、Lee Adrian T.、Arnold Kam、Montier Ludovic、Mot Baptiste、Signorelli Giovanni、de Bernardis Paolo
    • Journal Title

      SPIE proceedings

      Volume: 10698 Pages: 1069847

    • DOI

      https://doi.org/10.1117/12.2311579

    • Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Design, Fabrication and Measurement of Pyramid-Type Antireflective Structures on Columnar Crystal Silicon Lens for Millimeter-Wave Astronomy2018

    • Author(s)
      Nitta T.、Sekimoto Y.、Hasebe T.、Noda K.、Sekiguchi S.、Nagai M.、Hattori S.、Murayama Y.、Matsuo H.、Dominjon A.、Shan W.、Naruse M.、Kuno N.、Nakai N.
    • Journal Title

      Journal of Low Temperature Physics

      Volume: 193 Pages: 976~983

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s10909-018-2047-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] GroundBIRD: Observation of CMB Polarization with a Rapid Scanning and MKIDs2018

    • Author(s)
      Nagasaki T.、Hazumi M.、Sekimoto Y. et al.
    • Journal Title

      Journal of Low Temperature Physics

      Volume: 193 Pages: 1066~1074

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s10909-018-2077-y

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The LiteBIRD Satellite Mission: Sub-Kelvin Instrument2018

    • Author(s)
      Suzuki, A. Sekimoto, Y. et al.
    • Journal Title

      Journal of Low Temperature Physics

      Volume: 193 Pages: 1048~1056

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s10909-018-1947-7

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Concept Study of Optical Configurations for High-Frequency Telescope for LiteBIRD2018

    • Author(s)
      Hasebe T., Sekimoto, Y. et al.
    • Journal Title

      Journal of Low Temperature Physics

      Volume: 193 Pages: 841~850

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s10909-018-1915-2

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] CMB偏光観測衛星 LiteBIRD 極低温広視野望遠鏡の概念設計2018

    • Author(s)
      関本裕太郎
    • Organizer
      日本物理学会
  • [Presentation] 極低温ミリ波観測システムで探るビッグバン以前の宇宙2018

    • Author(s)
      関本裕太郎
    • Organizer
      超伝導科学技術研究会
    • Invited
  • [Presentation] 宇宙マイクロ波背景放射偏光観測衛星LiteBIRDの検証計画2018

    • Author(s)
      関本裕太郎
    • Organizer
      宇宙科学技術連合
  • [Presentation] CMB偏光観測衛星LiteBIRD概念設計 II2018

    • Author(s)
      関本裕太郎
    • Organizer
      日本天文学会
  • [Remarks] 宇宙科学研究所

    • URL

      http://www.isas.jaxa.jp

URL: 

Published: 2019-12-27  

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