大型低温重力波望遠鏡における低温鏡の振動制御

重力波の観測を目的とするレーザー干渉計において鏡等光学系の防振が不可欠である。本研究は大型低温重力波望遠鏡KAGRAのための防振装置開発の一部を担った。KAGRAでは懸架装置により重力波観測帯域の振動抑制を実現する。一方で懸架系の共振等によって励起される観測帯域外の低周波の揺らぎは干渉計の安定動作を阻害するため、アクティブ制御により抑制する必要がある。そこで本研究ではKAGRA用懸架系におけるアクティブ制御機構の開発を行った。低周波の振動要求を満たす制御サーボを設計するため、懸架装置の数学モデル、ブロック線図による制御モデルの作成を行いシミュレーションを実施した。また設計した制御系の安定性や性能を確かめるため、懸架装置のフルサイズの試作機を組み上げ制御実験を実施した。設計された制御機構は安定に動作し、干渉計の安定動作に求められる振動抑制に対する要求値を満たすことが示された。本研究は今後KAGRAを重力波観測機として長期間運用するうえで不可欠であり、重力波観測による新たな天文学の創生に貢献するものと考えられる。

重力波の観測を目的とするレーザー干渉計において鏡等光学系の防振が不可欠である。本研究は大型低温重力波望遠鏡KAGRAのための防振装置開発の一部を担った。KAGRAでは懸架装置により重力波観測帯域の振動抑制を実現する。一方で懸架系の共振等によって励起される観測帯域外の低周波の揺らぎは干渉計の安定動作を阻害するため、アクティブ制御により抑制する必要がある。そこで本研究ではKAGRA用懸架系におけるアクティブ制御機構の開発を行った。低周波の振動要求を満たす制御サーボを設計するため、懸架装置の数学モデル、ブロック線図による制御モデルの作成を行いシミュレーションを実施した。また設計した制御系の安定性や性能を確かめるため、懸架装置のフルサイズの試作機を組み上げ制御実験を実施した。設計された制御機構は安定に動作し、干渉計の安定動作に求められる振動抑制に対する要求値を満たすことが示された。本研究は今後KAGRAを重力波観測機として長期間運用するうえで不可欠であり、重力波観測による新たな天文学の創生に貢献するものと考えられる。