Concept Study of Optical Configurations for High-Frequency Telescope for LiteBIRD

Hasebe T.; Kashima S.; Ade P. A. R.; Akiba Y.; Alonso D.; Arnold K.; Aumont J.; Baccigalupi C.; Barron D.; Basak S.; Beckman S.; Borrill J.; Boulanger F.; Bucher M.; Calabrese E.; Chinone Y.; Cho H. -M.; Cukierman A.; Curtis D. W.; de Haan T.; Dobbs M.; Dominjon A.; Dotani T.; Duband L.; Ducout A.; Dunkley J.; Duval J. M.; Elleflot T.; Eriksen H. K.; Errard J.; Fischer J.; Fujino T.; Funaki T.; Fuskeland U.; Ganga K.; Goeckner-Wald N.; Grain J.; Halverson N. W.; Hamada T.; Hasegawa M.; Hattori K.; Hattori M.; Hayes L.; Hazumi M.; Hidehira N.; Hill C. A.; Hilton G.; Hubmayr J.; Ichiki K.; Iida T.; Imada H.; Inoue M.; Inoue Y.; Irwin K. D.; Ishino H.; Jeong O.; Kanai H.; Kaneko D.; Katayama N.; Kawasaki T.; Kernasovskiy S. A.; Keskitalo R.; Kibayashi A.; Kida Y.; Kimura K.; Kisner T.; Kohri K.; Komatsu E.; Komatsu K.; Kuo C. L.; Kurinsky N. A.; Kusaka A.; Lazarian A.; Lee A. T.; Li D.; Linder E.; Maffei B.; Mangilli A.; Maki M.; Matsumura T.; Matsuura S.; Meilhan D.; Mima S.; Minami Y.; Mitsuda K.; Montier L.; Nagai M.; Nagasaki T.; Nagata R.; Nakajima M.; Nakamura S.; Namikawa T.; Naruse M.; Nishino H.; Nitta T.; Noguchi T.; Ogawa H.; Oguri S.; Okada N.; Okamoto A.; Okamura T.; Otani C.; Patanchon G.; Pisano G.; Rebeiz G.; Remazeilles M.; Richards P. L.; Sakai S.; Sakurai Y.; Sato Y.; Sato N.; Sawada M.; Segawa Y.; Sekimoto Y.; Seljak U.; Sherwin B. D.; Shimizu T.; Shinozaki K.; Stompor R.; Sugai H.; Sugita H.; Suzuki A.; Suzuki J.; Tajima O.; Takada S.; Takaku R.; Takakura S.; Takatori S.; Tanabe D.; Taylor E.; Thompson K. L.; Thorne B.; Tomaru T.; Tomida T.; Tomita N.; Tristram M.; Tucker C.; Turin P.; Tsujimoto M.; Uozumi S.; Utsunomiya S.; Uzawa Y.; Vansyngel F.; Wehus I. K.; Westbrook B.; Willer M.; Whitehorn N.; Yamada Y.; Yamamoto R.; Yamasaki N.; Yamashita T.; Yoshida M.

doi:10.1007/s10909-018-1915-2

The high-frequency telescope for LiteBIRD is designed with refractive and reflective optics. In order to improve sensitivity, this paper suggests the new optical configurations of the HFT which have approximately 7 times larger focal planes than that of the original design. The sensitivities of both the designs are compared, and the requirement of anti-reflection (AR) coating on the lens for the refractive option is derived. We also present the simulation result of a sub-wavelength AR structure on both surfaces of silicon, which shows a band-averaged reflection of 1.1–3.2% at 101–448 GHz.

Concept Study of Optical Configurations for High-Frequency Telescope for LiteBIRD / Hasebe, T.; Kashima, S.; Ade, P. A. R.; Akiba, Y.; Alonso, D.; Arnold, K.; Aumont, J.; Baccigalupi, C.; Barron, D.; Basak, S.; Beckman, S.; Borrill, J.; Boulanger, F.; Bucher, M.; Calabrese, E.; Chinone, Y.; Cho, H. -M.; Cukierman, A.; Curtis, D. W.; de Haan, T.; Dobbs, M.; Dominjon, A.; Dotani, T.; Duband, L.; Ducout, A.; Dunkley, J.; Duval, J. M.; Elleflot, T.; Eriksen, H. K.; Errard, J.; Fischer, J.; Fujino, T.; Funaki, T.; Fuskeland, U.; Ganga, K.; Goeckner-Wald, N.; Grain, J.; Halverson, N. W.; Hamada, T.; Hasegawa, M.; Hattori, K.; Hattori, M.; Hayes, L.; Hazumi, M.; Hidehira, N.; Hill, C. A.; Hilton, G.; Hubmayr, J.; Ichiki, K.; Iida, T.; Imada, H.; Inoue, M.; Inoue, Y.; Irwin, K. D.; Ishino, H.; Jeong, O.; Kanai, H.; Kaneko, D.; Katayama, N.; Kawasaki, T.; Kernasovskiy, S. A.; Keskitalo, R.; Kibayashi, A.; Kida, Y.; Kimura, K.; Kisner, T.; Kohri, K.; Komatsu, E.; Komatsu, K.; Kuo, C. L.; Kurinsky, N. A.; Kusaka, A.; Lazarian, A.; Lee, A. T.; Li, D.; Linder, E.; Maffei, B.; Mangilli, A.; Maki, M.; Matsumura, T.; Matsuura, S.; Meilhan, D.; Mima, S.; Minami, Y.; Mitsuda, K.; Montier, L.; Nagai, M.; Nagasaki, T.; Nagata, R.; Nakajima, M.; Nakamura, S.; Namikawa, T.; Naruse, M.; Nishino, H.; Nitta, T.; Noguchi, T.; Ogawa, H.; Oguri, S.; Okada, N.; Okamoto, A.; Okamura, T.; Otani, C.; Patanchon, G.; Pisano, G.; Rebeiz, G.; Remazeilles, M.; Richards, P. L.; Sakai, S.; Sakurai, Y.; Sato, Y.; Sato, N.; Sawada, M.; Segawa, Y.; Sekimoto, Y.; Seljak, U.; Sherwin, B. D.; Shimizu, T.; Shinozaki, K.; Stompor, R.; Sugai, H.; Sugita, H.; Suzuki, A.; Suzuki, J.; Tajima, O.; Takada, S.; Takaku, R.; Takakura, S.; Takatori, S.; Tanabe, D.; Taylor, E.; Thompson, K. L.; Thorne, B.; Tomaru, T.; Tomida, T.; Tomita, N.; Tristram, M.; Tucker, C.; Turin, P.; Tsujimoto, M.; Uozumi, S.; Utsunomiya, S.; Uzawa, Y.; Vansyngel, F.; Wehus, I. K.; Westbrook, B.; Willer, M.; Whitehorn, N.; Yamada, Y.; Yamamoto, R.; Yamasaki, N.; Yamashita, T.; Yoshida, M.. - In: JOURNAL OF LOW TEMPERATURE PHYSICS. - ISSN 0022-2291. - 193(2018), pp. 841-850. [10.1007/s10909-018-1915-2]