光コムのオフセット周波数を用いた偏光状態の精密計測
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21K18914
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 30:Applied physics and engineering and related fields
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
大久保 章 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (30635800)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩國 加奈 電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 准教授 (80837047)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | モード同期レーザー / ファイバーレーザー / デュアルコムレーザー / 光周波数コム / 偏光計測 / オフセット周波数 |
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| Outline of Research at the Start |
物理研究において測定される物理量のうち、最も高精度に測定可能な量は周波数であり、言い換えると、周波数で測定すれば評価したい物理量を高精度に測定できるということである。本研究では、偏光状態を周波数計測に落とし込むという新しい発想に基づく高精度な偏光計測手法を提案・検証する。具体的には、偏波保持ファイバーで構成される光コムの横偏光状態と縦偏光状態の両方で同時にモード同期し、各偏光状態のキャリアエンベロープオフセット周波数をそれぞれ計測する。オフセット周波数に偏光状態が反映されることを利用して、高精度・高感度に偏光状態を測定する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度は、前年度までに得られていた偏波多重・ゲイン媒質共有型の偏波保持デュアルコムレーザーのノイズ特性に関する知見を論文として発表した。その後、機械共有型の偏波保持デュアルコムレーザーを開発した。2つの光コムの繰り返し周波数差およびオフセット周波数差の安定度を評価した。その結果、2つのレーザーの励起光源を共通化する、レーザー共振器を筐体に収めて環境外乱の影響を減らす、といった方法で繰り返し周波数差およびオフセット周波数差の安定度が向上することが確認できた。
本研究では、2つの光コムを発生するデュアルコムレーザーのキャリアエンベロープオフセット周波数差を精密計測に応用するというアイデアのもと、まず偏波多重・ゲイン媒質共有型の偏波保持デュアルコムレーザーを開発し、偏光状態の計測について検証した。開発したレーザーの偏波間の残留クロストークの影響を調べるため、モード同期の再現性、レーザーの相対強度雑音、繰り返し周波数の位相雑音を測定した。その結果、モード同期の再現性は高く、繰り返し周波数の位相雑音は、シングルコム動作時と同等で十分に小さいことが確認された一方で、強度雑音パワースペクトル密度には、2つのモード同期の繰り返し周波数の差周波数とその高調波に相当する周波数に鋭いノイズピークが観測された。
偏波多重・ゲイン媒質共有型は強度雑音が大きかったため、続いて機械共有型の偏波保持デュアルコムレーザーを開発した。2つの光コムの繰り返し周波数差およびオフセット周波数差の安定度を評価した。
現在までにデュアルコムレーザーの発振機構に依存するノイズ特性を考慮する必要があるという知見が得られた。今後は当初のアイデアを実現するのに適したデュアルコムレーザーの機構を模索するとともに、偏光計測や磁場計測などへの応用を検証していく。
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Report
(3 results)
Research Products
(4 results)
