方針 (2009/01/08 by 内山)

• actuate position: cryo base

• actuator: coil magnet actuator

• magnet: SmCo

• Coil bobbins: AlN

• Number of actuation: 2 (Length & Yaw)

バックアップ・プランの必要性

• バックアップの必要性は私も感じていましたので、宮川君から話を 聞いていたOSEM(シャドーセンサー)に関心を持っていたところです。
• シャドーセンサーにしろ反射型フォトセンサーにしろ低温で動作する PD と LED が必要です。

• 低温でのサファイアファイバーの Q 値測定でInGaAs PDとIR LEDの組み合わせたセンサーを 使った実績があります。

Damping system への要求値

• 常温、低温を問わず、制御雑音を 1e-17 m/rtHz @ 20Hz 以下に抑えなければならない。
• cryo-base 以下は、光軸方向に 5Hz と 0.8Hz の共振を持つ懸架系。

• 単純に逆算すると 1e-17 * (20/5)² * (20/0.8)² = 1e-13 m/rtHz @ 20Hz at cryo-base

• 制御雑音の要求値は安全係数10を見込んで 1e-14 m/rtHz @ 20Hz

アクチュエイターへの要求

1e-14 m/rtHz @ 20Hz 以下という要求値と コイルドライバー雑音 1e-8 と仮定すると
400 um/V /f^2 以下にアクチュエイター効率は制限される。
しかし、これは TAMA 鏡制御用より 100倍も強いので 神岡なら問題なし。

制御設計への要求

LIGO OSEM でも 7e-11 m/rtHz @ 20Hz の雑音レベルなので 単純に cryo-base に feedback してしまうと、
制御ゲインを 1e-4 程度にしないとセンサー雑音で鏡を揺らしてしまう。
制御帯域は 2-3 Hz と見込まれるので、デジタルでも大変？

--> 試案１
TAMA でやったように、もっと上流に feedback (actuate) したいが cryo-base より上流には
共振周波数 5Hz の硬い構造ばかりなので、 上流を actuate することは困難。

digital制御

acutuatorを用いたダンピングならdigital制御が必須(楽)、ただし

• CLIOにdigital systemが入るのが７月なのでそれまでに間に合うか
• 7月の段階ではセンターにしかADCとDACがない、エンドのケーブルを引っ張って来れるか
• 帯域的にはケーブルを引っ張ってきてもデジタルで十分
• 要チャンネル数チェック

センサーの検討

反射型フォトセンサー

荒瀬実験レポート

• センサー感度 2.4e-8 m/rtHz @ 1Hz
  

  • 1e-7 rad/rHz @ 1Hz with 0.24m senser separation
    

• レンジ +-2mm
• 発熱量：不明

LIGO OSEM

• http://www.ligo.caltech.edu/docs/G/G080466-00.pdf

• 感度 3e-10 m/rtHz @ 1Hz, 7e-11 m/rtHz @ 20Hz
• レンジ　 +-1mm

TAMA LVDT

• 感度 3e-8 m/rtHz @ 1Hz

• レンジ ??? (>2mm)

coil-magnet sensorの追加

• cryo baseにcoil-magnet sensorとcoil-magnet actuatorの２セットを追加
• 大橋案、感度不明
• 多分一番シンプル、光を使わなくてよい
• 位置センサーにはならないが、ダンピングだけなら十分
• レンジ　 +/-2mm