Evaluation of cosmic inflation by CMB polarization modulator with laser ablated moth-eye structures

利用激光烧蚀蛾眼结构的 CMB 偏振调制器评估宇宙膨胀

• 批准号: 22KJ0926
• 负责人: 高久 諒太
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0926/
• 关键词: CMB; 半波長板; 広帯域反射防止; レーザー加工; テンソル・スカラー比

CMB偏光観測衛星LiteBIRDのためのモスアイ構造付サファイア半波長板の光学的評価を行い、透過率及び変調効率の広帯域化が実現できていることを実測にて示した。その内容をまとめた論文をJournal of Low Temperature Physicsへ投稿し、出版された。また、そのモスアイ構造のさらなる改善案として、モスアイ構造自体に異方性を付与することで、モスアイ構造を反射防止としてだけでなく波長板のとしての機能の一部も担うようにする設計を提案した。結果としてモスアイ構造の異方性が作り出す位相差には周波数依存があることがわかり、本来サファイアが持つ複屈折性を助長する方向に異方性を付与した場合は半波長板としてさらに広帯域化を実現できることを示した。さらに異方性を助長することで半波長板としての厚みも低減させることができるため、質量に制限がある衛星計画、特にLiteBIRD計画における軽量化にも貢献することができる。異方性を大きくすることで懸念される、変調信号の系統誤差成分は異方性起源の成分に対して透過率そのものが起源の成分の方が支配的であることが予測できたため、LiteBIRDの科学目標に対して系統誤差成分が懸念される場合は、透過率の改善に重きを置くべきであると考察できる。そして、測定にて得たサファイア半波長板の性能をもとに、LiteBIRDが目標とするテンソル・スカラー比推定の見積もりも行った。結果として反射防止を行なったことで感度を2倍改善し、反射のない理想的な波長板で観測を行なった場合に推定されるテンソル・スカラー比の誤差に十分等しいだけの性能になっていることを確認した。今後複雑な観測モデルや系統誤差成分を含めた時系列データを仮定した同様の推定を行うことで、開発した波長板の評価をより詳細に行なっていく。

CMB polarized light satellite LiteBIRD optical structure, transmission and modulation of the half-wavelength plate optical evaluation, localization of the realization of the measurement Journal of Low Temperature Physics A design proposal for improving the anisotropy of a wavelength plate is presented. The results show that the anisotropy of the structure is dependent on the number of cycles. The anisotropy of the structure is dependent on the number of cycles. For example, a half-wavelength plate, a thickness reduction plate, a quality limitation plate, a satellite project, a special LiteBIRD project, and a quantitative contribution plate. The systematic error component of the modulated signal is related to the systematic error component of the modulated signal, and the systematic error component of the modulated signal is related to the systematic error component of the modulated signal. The performance of the half-wavelength plate was measured and the results were evaluated. The results show that the sensitivity of reflection prevention is improved by 2 times, and the error of reflection ratio is confirmed by 10 times in the case of ideal wavelength plate detection. In the future, complex measurement and systematic error components will be included in the time series, and the same estimation will be carried out in detail.

项目成果

Performance of a 200?mm Diameter Achromatic HWP with Laser-Ablated Sub-Wavelength Structures

具有激光烧蚀亚波长结构的 200 毫米直径消色差 HWP 的性能

• DOI: 10.1007/s10909-022-02922-6
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Low Temperature Physics
• 影响因子: 2
• 作者: Takaku R.;Ghigna T.;Hanany S.;Hoshino Y.;Ishino H.;Katayama N.;Komatsu K.;Konishi K.;Kuwata-Gonokami M.;Matsumura T.;Sakurai H.;Sakurai Y.;Wen Q.;Yamasaki N. Y.;Yumoto J.;for the?LiteBIRD?collaboration
• 通讯作者: for the?LiteBIRD?collaboration

Evaluation of instrumental polarization induced by broadband achromatic half-wave plate with anti-reflective structures

抗反射结构宽带消色差半波片引起的仪器偏振评估

• 发表时间: 2022
• 作者: Takaku Ryota;Azzoni Susanna;Ghigna Tommaso;Hasebe Takashi;Hoang Thuong D.;Hoshino Yurika;Katayama Nobuhiko;Komatsu Kunimoto;Konishi Kuniaki;Gonokami Makoto;Matsumura Tomotake;Sakurai Haruyuki;Sakurai Yuki;Sugiyama Shinya;Yamasaki Noriko Y.;Yumoto Junji;Ryota Takaku;Ryota Takaku
• 通讯作者: Ryota Takaku

Large diameter millimeter-wave low-pass filter made of alumina with laser ablated anti-reflection coating

带有激光烧蚀减反射涂层的大直径毫米波低通滤波器，由氧化铝制成

• DOI: 10.1364/oe.444848
• 发表时间: 2021
• 期刊: Optics Express
• 影响因子: 3.8
• 作者: Takaku Ryota;Wen Qi;Cray Scott;Devlin Mark;Dicker Simon;Hanany Shaul;Hasebe Takashi;Iida Teruhito;Katayama Nobuhiko;Konishi Kuniaki;Kuwata-Gonokami Makoto;Matsumura Tomotake;Mio Norikatsu;Sakurai Haruyuki;Sakurai Yuki;Yamada Ryohei;Yumoto Junji
• 通讯作者: Yumoto Junji

Impact of the effective thickness from anti-reflective sub-wavelength structures in achromatic half-wave plate design

消色差半波片设计中抗反射亚波长结构有效厚度的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Takashima;R.;Kusakawa;H.;Orihashi;Y.;Nishi;H.;Ryota Takaku et al.
• 通讯作者: Ryota Takaku et al.