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[국가R&D연구보고서] 차세대 중력파검출기 국제공동개발 참여를 위한 레이저 간섭계 첨단기술 개발
Development of Cutting-Edge Technology of Laser Interferometer for International Collaboration for Next-Generation Gravitational Detectors 원문보기

보고서 정보
주관연구기관 한국천문연구원
Korea Astronomy Observatory
연구책임자 이성호
참여연구자 김윤종 , 김창희 , 박준규 , 성현철 , 정의정 , 제순규 , 진진화 , 한정열 , 라영식
보고서유형연차보고서
발행국가대한민국
언어 한국어
발행년월2020-12
과제시작연도 2020
주관부처 과학기술정보통신부
Ministry of Science and ICT
연구관리전문기관 한국천문연구원
Korea Astronomy Observatory
등록번호 TRKO202100006602
과제고유번호 1711123255
사업명 한국천문연구원연구운영비지원(R&D)(주요사업비)
DB 구축일자 2021-07-03
키워드 중력파.레이저 간섭계.양자조임상태.양자얽힘상태.다중신호 천문학.Gravitational Wave.Laser Interferometer.Quantum-Squeezed State.Quantum-Entangled State.Multi-Messenger Astronomy.

초록 ▼

중력파 검출기의 차세대 핵심기술인 양자잡음 저감기술의 개발 및 국제공동개발 참여

ㅇ 고주파수 대역 중력파 검출기 양자잡음 저감을 위한 레이저 양자조임기술 기초연구
- 양자조임상태 레이저 광원 개발 사례 및 요소기술 심층 분석
- 양자조임상태 레이저 시험모델 설계개념 도출
- 비선형 광변환 기술 개발
- 양자조임성능 측정을 위한 호모다인 검출기 개발

ㅇ 저주파수 대역 중력파 검출기 양자잡음 저감을 위한 양자얽힘상태 응용기술 조사
- 양자얽힘현상 응용기술 개발현황 조사
- 양자얽

목차 Contents

  • 표지 ... 1
  • 제출문 ... 2
  • 보고서 요약서 ... 3
  • 요약문 ... 4
  • 목차 ... 5
  • 제1장 연구개발과제의 개요 ... 7
  • 제1절 연구 배경 ... 7
  • 1. 중력파 검출의 성공과 다중신호 천문학 시대의 개막 ... 7
  • 2. 중력파 천문학 시대의 주도적 역할을 위한 관측기술 개발 필요 ... 10
  • 3. 연구 동향 ... 12
  • 제2절 연구개발의 목적 ... 17
  • 제3절 연구개발의 목표 및 범위 ... 19
  • 1. 연구개발의 최종목표 ... 19
  • 2. 당해연도 연구개발 목표 및 내용 ... 20
  • 제2장 연구수행내용 및 성과 ... 21
  • 제1절 양자조임상태 레이저광원 개발 사례 및 요소기술 분석 ... 21
  • 1. GEO600 중력파 검출기의 1064nm 양자조임상태 레이저광원 개발 사례 ... 21
  • 2. LIGO 중력파 검출기의 1064nm 양자조임상태 레이저광원 개발 사례 ... 21
  • 3. KAGRA 중력파 검출기의 1064nm 양자조임상태 레이저광원 개발 사례 ... 22
  • 4. 레이저 안정화 기술 ... 23
  • 5. 비선형 광변환 기술 ... 24
  • 6. OPA를 통한 양자조임상태 광원의 생성 ... 25
  • 7. 호모다인 검출 기술 ... 26
  • 제2절 양자조임상태 레이저광원 시험모델 개념설계 ... 27
  • 1. 양자조임상태 레이저광원 시험모델 구성요소 및 광학/제어 관계도 ... 27
  • 2. 설계 요구조건 및 핵심 구성요소 설계 사양 ... 28
  • 3. 광학공동기 모드 설계 및 성능분석 시뮬레이션 ... 29
  • 4. 광학계 구성요소 및 마운트 구성도 ... 30
  • 제3절 비선형 광변환 기술 개발 ... 35
  • 1. Second Harmonic Generation 비선형 광변환 연구 ... 35
  • 2. Parametric Down Conversion 비선형 광변환 연구 ... 36
  • 3. 전단광학부 SHG (Second Harmonic Generation) 광학공동기 시작품 개발 ... 38
  • 제4절 양자조임 성능 측정을 위한 호모다인 검출기 개발 ... 41
  • 1. 호모다인 검출기 최적화 및 안정화 연구 ... 41
  • 2. 호모다인 검출기 시제품 제작 및 성능시험 ... 42
  • 제5절 양자얽힘현상 응용기술 개발현황 조사 ... 44
  • 1. 필터공동기 기술 분석 및 KAGRA 필터공동기 개발현황 조사 ... 44
  • 2. EPR 필터 기술 분석 및 선진기관 개발현황 조사 ... 48
  • 제6절 양자얽힘현상 응용기술 선진기관 공동연구 가능성 협의 ... 53
  • 1. KAGRA 필터공동기 연구개발 참여 방안 협의 ... 53
  • 2. Virgo (AdV+) EPR 필터 개발 공동연구 계획 협의 ... 54
  • 제7절 참여 가능성이 높은 국제 중력파 검출기의 개발 현황 심층 조사 ... 56
  • 1. KAGRA 간섭계 최적화 및 광학계 정렬 개선을 위한 시뮬레이션 ... 56
  • 2. KAGRA 사파이어 시험 질량체 개발 관련 기술검토 ... 57
  • 제8절 국제 중력파 검출기 공동개발기구 가입 ... 59
  • 1. KAGRA Collaboration Membership 및 연구그룹 소개 ... 59
  • 2. LVK (LIGO-VIrgo-KAGRA) Collaboration 가입 ... 60
  • 제9절 고정밀 레이저 광학실험 환경 개선 ... 60
  • 1. 중력파 실험실 청정도 개선 ... 60
  • 2. 고정밀 레이저 실험을 위한 광학테이블 수평유지와 진동저감 개선 ... 61
  • 3. 레이저 광원 손상 방지를 위한 UPS 설치 ... 62
  • 4. 중력파 실험실 레이저 안전장치 설치 ... 62
  • 제3장 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 65
  • 1. 연구개발 목표의 달성도 ... 65
  • 2. 관련 분야 기술발전에의 기여도 ... 69
  • 제4장 연구개발성과의 활용계획 ... 71
  • 제5장 연구시설ㆍ장비현황 ... 72
  • 참고문헌 ... 73
  • 끝페이지 ... 76

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