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2015 Fiscal Year Research-status Report

正弦波周波数変調によるヨウ素安定化LDと超高分解能超高速干渉測長計の開発

Research Project

Project/Area Number 15K13844
Research InstitutionNagaoka University of Technology

Principal Investigator

明田川 正人  長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10231854)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Keywordsレーザダイオード / 正弦波周波数変調 / 周波数安定性 / 変位計測
Outline of Annual Research Achievements

この研究は、レーザダイオードLDの周波数安定化を、正弦波周波数変調とヨウ素の飽和吸収線を用いて行い、かつ同時にこのLDを光源とする変位計測干渉計を構築し、干渉計のターゲットミラー変位を正弦波周波数変調の復調法により決定しようとするものである。平成27年度は次の結果が得られた。
(1)外部共振器型レーザダイオードECLDに、正弦波位相変調法を適用し、ヨウ素の飽和吸収線(633nm)にロックすることに成功した。測定時間、100sで周波数安定性6×10^-11を達成した。これは、市販のHeNeレーザを用いた変位計測干渉計の周波数安定性10^-8を大きく上回るものである。
(2)上の(1)で開発した周波数安定化ECLDを光源とする、変位計測干渉計を構築した。干渉計信号に含まれる変調信号の高調波成分を利用して、リサージュダイアグラムを描き、これから変位を求めるものである。干渉計の光路差で、高調波成分の振幅が変化するが、これをうまく利用して、連続的に変位を検出できることを証明した。
(1)と(2)より、周波数安定性が現状の変調計測干渉計より格段に向上し、かつより高精度に変位を検出できる手法の可能性を示した。
(上記の成果は、IOPの Measurement Science and Technologyに投稿中)

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ほぼ目標は達成した。干渉計の精度評価をこれから行う。

Strategy for Future Research Activity

ECLDより、より廉価なdistributed bragg reflector laser diode(DBR LD)の周波数安定化を図り、これを光源とする変位計測干渉計のの開発を行う。
また、リサージュダイアグラムに代わる、零位法を用いた位相の直接追尾決定法を開発する。

Causes of Carryover

高速で位相を直接計算するAD/DA/FGPA計算機の購入選定に手間取ったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

AD/DA/FGPA計算機の購入をおこなう。

  • Research Products

    (1 results)

All 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results)

  • [Journal Article] Sinusoidal frequency modulation on laser diode for frequency stabilization and displacement measurement2016

    • Author(s)
      Vu, T.-T., Maeda, Y., Aketagawa, M.
    • Journal Title

      Measurement: Journal of the International Measurement Confederation

      Volume: 94 Pages: 927-933

    • DOI

      10.1016/j.measurement.2015.12.021

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant

URL: 

Published: 2017-01-06  

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