低温レーザー干渉計プロトタイプ

低温激光干涉仪原型

基本信息

批准号：
14047204
负责人：
大橋正健
金额：
$ 214.4万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14047204/
关键词：
重力波レーザー干渉計低温宇宙物理

项目摘要

本研究の目的は、計画研究(本特定領域、以下同様)「低温鏡の開発」で開発・製作されるサファイアミラーと計画研究「低温懸架系の開発」で開発・製作される低温防振系を組み込んで、基線長100mの低温レーザー干渉計プロトタイプを構築することである。初年度の平成14年度には、神岡鉱山内に100m×100mのL字型トンネルを掘削した後に、実験室環境を整備した。平成15年度は、中央実験室部分にモードクリーナー用真空タンクを設置し、レーザーを組み込んで高安定光源を製作した。また、低温ミラーを格納するクライオスタットを設計し、その実機モデルを製作して冷却特性や振動特性を測定した。特に、これまでより2桁振動の少ないパルスチューブ方式冷凍機が開発されたので、それを組み込んだ特性試験を繰り返し行った。これらと平行して低温レーザー干渉計のデザインについて検討し、デザインレポートとしてまとめた。平成16年度はクライオスタット1基を神岡坑内に設置し、冷却テストおよび振動環境測定を行った。その後、さらにクライオスタット2基とそれをつなぐ100m真空パイプや真空タンクを設置して、CLIOレーザー干渉計の片側部分が完成した。最終年度となる平成17年度は、残るクライオスタット1基などを設置し、真空・低温系全体が完成した。以上の準備のもと、基線長100mのレーザー干渉計を組み上げ、低温での運転に成功した。同時に、その雑音スペクトルを取得した。一方、本研究は計画研究「地球物理への応用」と共同で基線長100mの高感度レーザー歪計を設置し、地球物理観測の情報を重力波観測にいかすことも重要な課題としている。この装置は平成14年度に完成し、平成16年度に設置した超伝導重力計とともに観測を続けており、今後の重力波観測に必要となるデータが取得できるようになった。

这项研究的目的是构建一个低温激光干涉仪的原型，基线长度为100m，并结合了在“低温镜像的开发”程序中开发和制造的蓝宝石镜（类似于此特定区域，下方），以及在低情感悬架中开发和制造的低温振动系统。在2002年的一年中，在Kamioka矿山内挖掘了100m x 100m L形的隧道，然后开发了实验室环境。 2003年，在中央实验室区域安装了用于模式清洁剂的真空水箱，并合并了激光器以产生高度稳定的光源。此外，设计了存储低温镜的低温恒温器，并制造了实际机器的模型以测量冷却和振动特性。特别是，由于脉冲管型冰箱的振动较少，而不是以前开发，因此重复将其纳入两位数范围。与这些同时，我们讨论了低温激光干涉仪的设计，并将其编译为设计报告。 2004年，在Kamioka矿中安装了一个低温恒温器，并进行了冷却测试，并进行了振动环境测量。之后，安装了两个低温器和一个连接它们的真空罐和真空罐，并完成了Clio激光干涉仪的一侧。在2005年的一年的最后一年，安装了一个剩余的低温恒温器，整个真空和低温系统完成了。通过上述制剂，组装了基线长度为100m的激光干涉仪，在低温下运行成功。同时，获得了噪声频谱。同时，这项研究还将与“地球物理学应用”共同使用，以安装高灵敏的激光应变表，基线长度为100m，并且还将使用地球物理观察信息来进行引力波观测。该设备于2002年完成，并继续观察到2004年安装的超导引力仪，从而使数据获取以进行未来的引力波观测。