2016 Fiscal Year Annual Research Report
Iodine frequency stabilized laser diode for high-speed/high precision displacement-measuring interferometer based on sinusoidal frequency modulation
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15K13844
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
明田川 正人 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (10231854)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| 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 / ナノメートル / 高速測定 |
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| 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を用いて行い、同時にこのLDを光源とする変位計測干渉計を構築し、干渉計ターゲットミラー変位を正弦波周波数変調の復調により決定するものである。以下の成果を得た。
（１）633nm帯外部共振器型レーザダイオードECLDに、正弦波周波数変調を加えヨウ素の飽和吸収線にECLDの中心周波数をロックした。測定時間100秒で、10の-11乗オーダの周波数安定性を得た。これを光源とする変位計測干渉計を構築した。リサージュダイアグラムによる変位計測法を用い光路差4～10メートルの範囲で、変位を測定不確かさ10nmで決定することが出来た。また、変調周波数を3MHzまで上げ、測定可能速度をおよそ1m/sまで向上させた。また、リサージュダイアグラムを用いずに、直接位相（すなわちターゲットミラー変位）を位相同期ループにより決定する手法を考案した。
（２）ECLDの正弦波周波数変調でなく、正弦波位相変調により、ECLDの中心周波数をヨウ素の飽和吸収線（633nm）に固定することに成功した。測定時間1000秒で、10の-11乗オーダの周波数安定性を得た。
（３）780nm帯の分布ブラッグ反射型レーザダイオード（DBR-LD）の周波数を正弦波状に変調しその中心周波数をルビジウムの飽和吸収線にロックした。サンプリング時間100秒でおおよそ10の-9から10の-10乗の周波数安定性を確認した。
以上より周波数安定性が良い光源と高分解能高速干渉測長計の構築の目処を得た。またこれを多色法化する目処も得た。
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