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干渉計型重力波検出器 TAMA300 開発の現状 IV ( 低周波防振装置 )

干渉計型重力波検出器 TAMA300 開発の現状 IV ( 低周波防振装置 ). TAMA300 の概要 低周波防振装置 (TAMA-SAS) TAMA-SAS の構造と期待される効果 インストールの状況 TAMA-SAS の制御と特性 Inverted Pendulum 、 Test mass の制御 300m キャビティーのロック まとめ. 高橋竜太郎 、新井宏二、佐藤修一、阿久津智忠、中川憲保、辰巳大輔、常定芳基、福嶋美津広、 山崎利孝、高森昭光、飯田幸美、 A. Bertolini 、 R. DeSalvo 、三代木伸二、長野重夫、安東正樹、

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干渉計型重力波検出器 TAMA300 開発の現状 IV ( 低周波防振装置 )

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  1. 干渉計型重力波検出器TAMA300開発の現状 IV(低周波防振装置) • TAMA300の概要 • 低周波防振装置(TAMA-SAS) • TAMA-SASの構造と期待される効果 • インストールの状況 • TAMA-SASの制御と特性 • Inverted Pendulum、Test massの制御 • 300mキャビティーのロック • まとめ 高橋竜太郎、新井宏二、佐藤修一、阿久津智忠、中川憲保、辰巳大輔、常定芳基、福嶋美津広、 山崎利孝、高森昭光、飯田幸美、A. Bertolini、R. DeSalvo、三代木伸二、長野重夫、安東正樹、 森脇成典、神田展行、武者満、三尾典克、川村静児、藤本眞克、坪野公夫、大橋正健、黒田和明 国立天文台、東大天文、東大宇宙線研、東工大、東大地震研、東大理、ピサ大、カリフォルニア工科大、東大新領域、阪市大、電通大、他TAMA Collaboration

  2. TAMA300の概要 設置場所国立天文台三鷹キャンパス 目標感度 h = 3x10-21 @300Hz (帯域幅 300Hz) 方式 ファブリー・ペロー・マイケルソン干渉計＋リサイクリング 基線長 300m 腕フィネス520 光源 注入同期 Nd:YAGレーザー 出力：10W、波長：1064nm リング型10mモードクリーナー

  3. 施設内部 地下トンネル センタールーム ニア ミラー 入射用 光学ベンチ ビーム スプリッタ 300m長ダクト リサイクリング ミラー モード クリーナー 検出用光学ベンチ 10Wレーザー エンドルーム エンド ミラー

  4. TAMA300防振系の改良 TAMA-SAS 現行の防振系 テストマス用4台を交換する

  5. TAMA-SASの構造 1. Inverted Pendulum (IP) 水平方向、30mHz LVDT x3、加速度計 x3、 coil-magnet x3 2. MGAS Filter 垂直方向(2段)、各0.5Hz LVDT x1、coil-magnet x1 3. Payload Top mass (Platform) coil-magnet x8 Intermediate mass Mirror - Recoil mass coil-magnet x4

  6. 期待される効果 防振性能 @4Hz 10-8m/Hz1/2 ➞ 10-11m/Hz1/2 RMS速度 3.7mm/s ➞ 0.3mm/s SAS prototype in the 3m Fabry-Perot cavity 角度ゆらぎ アライメント制御の 狭帯域化 ➞ 干渉計の感度向上

  7. インストールの状況 2004年 10月　本体(IP+MGASF)の組み立てを開始 2005年 3月　IP制御のテストを開始 5月　Payloadの組み立てを開始 7月　Payloadと本体を合体 9月　1台目を西エンド真空槽へインストール West End Room

  8. TAMA-SASの制御 デジタル制御系 (マトリックス、サーボフィルター) PXIバスシステム (Pentium III/1.2GHz + Real-time OS)

  9. Inverted Pendulum制御の結果 対角化された加速度計でみたIPの変位スペクトル • 3軸同時制御 • 154mHz (X)、46mHz(Y)、542mHz (θ) の共振がダンプ • 2Hz以下の高次モードもダンプ

  10. Yawの50mHz、150mHzにねじれモードの大きな共振ピークYawの50mHz、150mHzにねじれモードの大きな共振ピーク Test massの共振周波数(Pitch 3Hz、Yaw 0.8Hz)以上で大きな減衰 Test massの角度揺れスペクトル 光てこを用いて Test massの Pitch、Yawを制御 (UGF~10Hz)

  11. 西エンドにTAMA-SASを入れた東西アームが安定にロック西エンドにTAMA-SASを入れた東西アームが安定にロック Test massは光てこにより制御 0.3Hz以下では南北アームに比べて悪化(CMRの低下？) 1Hz以上は2台目を入れないとわからないが、悪化はしていない(変な共振はない) 300mキャビティーのロック

  12. まとめ • 1台目を西エンド真空槽にインストールした。 • デジタルフィルターを用いたInverted Pendulumの3軸同時制御により2Hz以下の共振がよくダンプされている。 • Test massの制御を行いねじれモードの大きな共振をダンプした。 • TAMA-SASを入れた300mキャビティーの安定したロックに成功した。 • 2台目を6月、3-4台目を10月にインストールする予定。

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