低温レーザー干渉計プロトタイプ

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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。