レーザー干渉計を用いた変位雑音フリー重力波検出器の開発

利用激光干涉仪研制位移无噪声引力波探测器

• 批准号: 07J13391
• 负责人: 苔山 圭以子
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Ochanomizu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J13391/
• 关键词: 重力波; DFI; レーザー; 干渉計; マッハ・ツェンダー; 変位雑音フリー; 一般相対論; 天文学; TAMA300; LIGO

2004年に提案されたまったく新しい仕組みを持つレーザー干渉計型重力波検出器、変位雑音・周波数雑音フリー重力波検出器(displacement-and frequency-noise-free interferometer,DFI)Iは、複数の干渉計の出力信号を組み合わせることにより、原理的には光学要素の変位とレーザー周波数雑音にはまったく感度がなく、重力波にのみ感度を持つという画期的な重力波検出器である。本研究で開発されたDFIの光学設計は、Y.Chenらによって2006年に提案された、マッハ・ツェンダー型干渉計を4台組み合わされたものである。DFI信号はこの4台のマッハ・ツェンダー干渉計からの4つの出力信号を、変位雑音成分はすべての周波数で消え、一方重力波信号は生き残るように組み合わせる。本研究では、原理実験としてこの3次元の光学設計をもつDFIをテーブルトップで構築した。この光学設計では、ある組の干渉計のアライメントを調整すると、もう一組のアライメントがずれてしまうという問題がある。この問題を解決するために、本実験ではオプティカル・レバーを用いたアライメント法を開発した。アライメントがとれたら、変位雑音のキャンセルを確認するために、位相変調器でミラーとビームスプリッターによる位相変位をシミュレートした。信号演算後のDFI信号では、これらの変位雑音が最大2桁低減することが確認された。一方、重力波信号は、位相変調器を複数用い、さらにそれらの測定データに適切な位相遅延をつけて足し上げることにより再現された。信号演算後のDFI信号では、理論予測と一致した重力波信号成分が残ることが確認された。

In 2004, we proposed a new gravity wave generator, a displacement-type gravity wave generator, a displacement-and-cycle gravity wave generator, and a new one. frequency-noise-free interferometer, DFI)Iは, the output signal of the complex number interference meter, the optical elements of the principle, The element's original position is the same as the frequency of the sound, and the sensitivity of the gravity wave is the sensitivity of the gravity wave. This research was initiated by DFI Optical Design, Y.Chen, 2006 He proposes a 4-unit set of された, マッハ・ツェンダー type interference meter, and a combination of わされたものである. DFI signal はこの4台のマッハ・ツェンダーganzhiji からの4つのOutput signal を、変 Position The components of the 雑 sound are the frequency wave number of the wave number and the cancellation of the one-sided gravity wave signal. This research is based on the principles and principles of 3D optical design and DFI construction.このoptical designでは、あるgroupの干渉记のアライメントをadjustmentすると、もうA group of のアライメントがずれてしまうというquestion がある. The problem is solved by solving the problem, and the problem is solved by using the method of solving the problem.アライメントがとれたら、変地雑音のキャンセルをconfirmationするために、phase The adjustment device is the phase changer. After the signal calculation, the DFI signal is correct and the position is correct. The maximum 2 beams are reduced and the signal is confirmed. On the one hand, the gravity wave signal and the phase modulator are measured using complex numbers. The データにappropriate なphase 遅 extension をつけて足し上げることにより reappears された. After the signal calculation, the DFI signal is consistent with the theoretical prediction and the gravity wave signal components are confirmed.

项目成果

Demonstration of displacement-and frequency-noise free laser interferometry using bi-directional Mach-Zehnder interferometers

使用双向马赫-曾德尔干涉仪演示无位移和无频率噪声的激光干涉测量

• 发表时间: 2007
• 期刊: Phys. Rev. Lett. 98
• 作者: S. Sato;S. Kawamura;K. Kokeyama;R.. Ward;Y. Chen;A. Pai;and K. Somiya
• 通讯作者: and K. Somiya