原始重力波の精密測定を目指した偏光変調器の研究

原初引力波精密测量偏振调制器研究

• 批准号: 18J20148
• 负责人: 小松 国幹
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J20148/
• 关键词: 宇宙マイクロ波背景放射; 偏光変調器; 半波長板; ミリ波; 極低温; インフレーション; 原始重力波; Bモード偏光

LiteBIRDは宇宙マイクロは背景放射のBモード偏光を大角度スケールで精密観測することで原始重力波の強度に当たるパラメータであるテンソル・スカラー比を誤差0.001以下の精度で測定し代表的なインフレーションモデルの検証をおこうなう科学衛星である．LiteBIRDでは偏光観測の精度向上のため連続回転半波長板を用いた偏光変調器を搭載し，熱雑音等の観点から20K以下の低温で運用する．本研究はLiteBIRDの低周波望遠鏡用の偏光変調器の開発及びその評価環境の構築を目的としている．本年度はまず昨年度に作製した5層広帯域多層半波長板に対して広帯域反射防止構造を施し直径50mmの小型サンプルを作製した．その後，作製したサンプルを小型回転機構にマウントすることで1/10スケールの偏光変調器の試作機を構築した．昨年度までに構築したミリ波低温光学測定系を用いて構築した変調器を約20Kまで冷却し，実際に回転させることで得られた変調信号や回転機構の回転部の振動などの情報から信号に含まれる周波数成分とその起源の洗い出しや，反射防止構造付き半波長板の低温での動作確認を行なった．これらの成果に加えて，昨年度考案した実効的な光学軸角度に周波数依存性を持たない新たな半波長板デザインに関して最適化手法やアセンブリ精度と性能の関係などについてまとめ，それぞれ国際学会においてのポスター発表を行った．前者に関しては国内学会でも口頭発表を行なっている．コロナウイルス蔓延に関連した実験施設の閉鎖などの影響から採用期間は9月まで延長されている．残りの期間では上記の国際学会で発表した2件の成果についてジャーナル論文への投稿を進めるとともに，考案したAHWPデザインのLiteBIRDの観測に与えるインパクトを見積もるシミュレーションの結果をまとめ博士論文を執筆する予定である．

LiteBIRD is equipped with a polarization modulator for measuring the intensity of the original gravity wave with an accuracy of less than 0.001. The LiteBIRD is equipped with a polarization modulator for measuring the intensity of the original gravity wave with an accuracy of less than 0.001. Thermal noise, etc. Temperature range below 20K and low temperature application. This research aims at the development of polarization modulator for LiteBIRD low frequency telescope and the construction of evaluation environment. This year, the five-layer broadband multilayer half-wave plate was manufactured last year, and the broadband reflection prevention structure was manufactured with a diameter of 50mm After that, the test machine for the polarization modulator was constructed. In the past year, the optical measurement system for low temperature was constructed. The modulator was constructed at about 20K. The cooling temperature was measured. The signal was modulated. The vibration information of the feedback part of the feedback mechanism was obtained. The signal contained the origin of the frequency component. The reflection prevention structure was used to confirm the operation of the half wavelength plate at low temperature. The results of this research are added to the previous year's research on the relationship between the optical axis angle, the frequency dependence and the performance of the half-wavelength plate. The former is related to the domestic society and oral expression. The adoption period was extended from September to September. During the period of study, the International Academy of Sciences published two articles, and the author of the doctoral thesis was selected.

项目成果

LiteBIRD低周波望遠鏡用の広帯域多層半波長板の小型版での低温ミリ波偏光性能評価 (2)

LiteBIRD低频望远镜小型版宽带多层半波片的低温毫米波偏振性能评估（2）

• 发表时间: 2020
• 作者: 小松国幹;石野宏和;五神真;片山伸彦;片坐宏一;小西邦昭;松村知岳;櫻井治之;櫻井雄基;高久諒太;湯本潤司
• 通讯作者: 湯本潤司

LiteBIRD低周波望遠鏡用の広帯域多層半波長板の小型版での低温ミリ波偏光性能評価

LiteBIRD低频望远镜小型宽带多层半波片的低温毫米波偏振性能评估

• 发表时间: 2020
• 作者: 小松国幹;石野宏和;片坐宏一;小西邦昭;五神真;片山伸彦;松村知岳;櫻井治之;桜井雄基;高久諒太;湯本潤司
• 通讯作者: 湯本潤司

MM-wave performance of the small BBM HWP for LFT at below 20 K

20 K 以下 LFT 的小型 BBM HWP 的毫米波性能

• 发表时间: 2019
• 作者: 小松国幹;石野宏和;片坐宏一;小西邦昭;五神真;片山伸彦;松村知岳;櫻井治之;桜井雄基;高久諒太;湯本潤司;K. Komatsu et al.
• 通讯作者: K. Komatsu et al.

宇宙背景放射偏光測定科学衛星実験で使用する部材の放射線耐性の研究

空间背景辐射偏振测量科学卫星实验用材料抗辐射性能研究

• 发表时间: 2018
• 作者: 小松国幹;他H337コラボレータ
• 通讯作者: 他H337コラボレータ

LiteBIRD偏光変調器の小型広帯域多層半波長板の低温ミリ波偏光性能評価

LiteBIRD偏振调制器紧凑型宽带多层半波片的低温毫米波偏振性能评估

• 发表时间: 2019
• 作者: Long Zachary C.;Akiyama Eiji;Sitko Michael;Fernandes Rachel B.;Assani Korash;Grady Carol A.;Cure Michel;Danchi William C. et al.;羽場宏光;Goro Akagi;小松国幹
• 通讯作者: 小松国幹