干渉計要素技術の開発

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まずテストベンチのための真空槽の設計および製作が行われた。直径1mの3つのタンクを直径20cmのパイプでL字型に連結したものであり、内部には3m×3mのレ-ザ-干渉計を設置することができる。真空槽の中には光学ベンチ用のブレッドボ-ドが床のコンクリ-トから直結した形で置かれている。この真空槽を用いて以下のようなさまざまな実験が実施され、要素技術に対する知見と進歩が得られた。(1)3重振り子による防振系:永久磁石をダンパ-として利用した3重振り子による防振系が発案され、計算通りの性能を有することが確認された。またこれによりロ-カルコントロ-ルと言われる部分が大幅に簡素化され、システムの信頼性を向上させることが可能になった。(2)Nd:YAGレ-ザ-の安定化:半導体レ-ザ-励起のNd:YAGレ-ザ-は将来の干渉計の光源として有望である。そこで、YAGレ-ザ-の強度および周波数の安定化実験が行われ、原理的な限界であるショット雑音レベルまで安定化することに成功した。(3)ファブリ-・ペロ-(FP)共振器の制御:重力波のための干渉計ではFP共振器をワイヤ-で吊るした状態で用いるが、これを最適に制御することは大きな課題となっている。ここではFP共振器の光軸方向の制御と、変調法を用いたアライメント制御を重点的に研究し、これらの技術を確立することができた。(4)レ-ザ-干渉計を用いた高感度地震計の開発:干渉計を設置する場所の定常的な地面振動のレベルを調査するためには、市販の地震計の感度では不足である。そこでレ-ザ-干渉計を利用した高感度、広帯域地震計を設計、製作し、必要な性能を有することを確認した。(5)レ-ザ-光源の長期安定化:低周波重力波検出のための、原子分子共鳴線を利用したレ-ザ-光源の長期安定化の実験研究が推進された。