計画研究ク 重力波天文台用高性能光源の開発

Presentation on theme: "計画研究ク 重力波天文台用高性能光源の開発"— Presentation transcript:

1 計画研究ク 重力波天文台用高性能光源の開発
東大新領域 三尾典克 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学

2 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学
研究項目 100W Laserの開発 干渉計光源用100W連続単一周波数発振レーザーの実現 基本構成の確立 技術的な問題点の洗い出しとその解決法 干渉計光源としての特性評価 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学

3 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学
研究方針 100W Laser 注入同期方式で実現する 問題点 単一周波数発振で100Wが得られた事はない＝＞10W程度の装置が実用化 複数の注入同期システムは複雑=>単純化したい 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学

4 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学
注入同期 小出力の安定なレーザー（マスターレーザー）の光を使って大出力レーザーを単一周波数発振させる技術 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学

5 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学
エンドポンプ方式リングレーザー：　10W 出力 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学

6 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学
Advanced LIGO用システム 出力200Wを目指す 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学

7 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学
LZHの現状（2004年2月） 2段階の注入同期 ８７W出力の 単一周波数発振 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学

8 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学
注入同期システム マスターレザー：２W NPRO 市販されているもの スレーブレーザー：100W リングレーザー レーザーモジュール：三菱電機で開発 共振器と制御系の開発：東大 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学

9 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学
レーザーモジュール（三菱電機） Diffusive reflector +LD Two rods and rotator 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学

10 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学
直線共振器のレーザー レーザーモジュールの特性評価 Convex mirrors （Curvature: 20cm) R=85％ Output coupler P =60 W and M2 =1.12 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学

11 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学
出力特性ー縦モード Scanning Fabry-Perot干渉計で測定 複数の縦モード 発振を確認 モードの状態が 時間的に変化 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学

12 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学
スレーブレーザー リング共振器の構成ー2つのモジュール 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学

13 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学
発振出力特性 双方向発振で１２１Wを達成 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学

14 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学
注入同期実験 ２WのNPROをマスターに注入同期 Analysis Master Slave 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学

15 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学
発振特性ー周波数 101W 注入同期なし 注入同期あり 単一周波数 発振を実現 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学

16 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学
出力特性－パワー 2時間程度同期を維持 出力： 101 ± 0.7W 若干のドリフトが 見られる レーザー共振器の 温度変化による 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学

17 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学
出力特性ー空間モード M 2測定 ＠ 85W： M 2x = 1.10 M 2y = 1.13 TEM00発振 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学

18 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学
出力特性ー強度雑音 出力の相対強度雑音 直線共振器と同程度の雑音 NPROに比べると 約100倍大きい 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学

19 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学
まとめ 次世代干渉計に必要とされる100Wを超える出力を持つ単一周波数レーザーの開発に成功した。 空間モードはほぼ理想的なTEM00モードとなっている。 強度雑音の評価によると、NPROの約100倍であった。 LCGT設計に必要な基礎データが得られた。 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学

20 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学
LCGTの光源システム 要求出力：150W １００W発振器 ＋増幅器の構成 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学

21 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学
今後の研究課題 大出力レーザーの周波数・強度制御の実験を行う必要がある。 光制御に必要な素子の開発 光学結晶 光検出器 制御法の研究 励起LD電流制御法による強度安定化（尾関：ポスター） 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学

22 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学
励起LD電流制御による安定化 電流引き込みによる高速制御 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学

23 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学
別の方式:ファイバーアンプ 公募研究 武者＠電通大 単一周波数 出力：10W 第４回TAMAシンポジウム（２００５年２月１６日－１９日）＠大阪市立大学