重力波検出用超高安定モード同期レーザーの開発とパルス・スクイーズト光の発生

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重力波振幅をh=10^<-21>とするとき、ショットノイズによる検出限界を拡大するために、1kwcwのパワーレベルが高い強度ならびに周波数安定度とともに要求されている。このような大出力を要求される安定度で連続的に発生し得るレーザーは現存しない。このような荷酷な要求を緩和する方策の一つとして、本研究ではスクイージングをとりあげ、そのパルス化によって、重力波検出の感度向上をはかろうとするものである。そこで、以下の事項を検討することとした(1)パルス・スクイージングによる検出感度の改善(2)パルス化の具体的方法(1)については、干渉計のフレーポートに注入する真空スクイーズド光のポンビングを、干渉計入力メインビームからどの程度の比率で分割するかを検討し、その最適比率について検討した。(2)については、パルス化に適常用しられるモード同期法ならびに、新たに、コヒーレンド重畳蓄積法を提案し、その実現可能性と有効性について検討した。実現可能性については、最近の高反射率ミラーの入手可能化によってはじめて検討段階となる新しい方法であり、99.9%の高反射率ミラーによってパルスピークパワーを数千倍向上できると結論される。以上の計画に対して、今年度においては、高安定レーザーを試作することからはじめた。反対安定性を実測するため、同一レーザーを2台製作中である。当初予定のNd:YAGでは十分な結果が得られなかったため、現在より高い安定性の期待できるNd:ファイバーレーザーについて実験を進めている。さらに、コヒーレント重畳蓄積に関しては、反射率99.9%のミラーを用いた基礎的実験を開始した。現在のところ、すべて本格的実験の準備段階にある。具体的な成果については、来年度に報告できる予定である。