Development of the polarization-sensitive dual comb spectroscopy

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K13701
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 渡邉 紳一 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (10376535)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 光周波数コム / デュアルコム分光法 / ファイバーレーザー

Outline of Annual Research Achievements

本課題は、高い周波数分解能と高速性を兼ね備えるデュアルコム分光計に、高い偏光計測精度という新しいファンクションを追加した「偏光コム分光法」を開発し、その応用展開を狙うプロジェクトである。前年度（平成２８年度）は、連携研究者のデュアルコム分光計を改造することで、研究代表者らが発明した「偏光コム分光法」の定量的な実験検証を行い、発明の有用性を示すことに成功した。
本年度は、偏光コム分光法の応用研究を行うために、新しいデュアルコム分光計を立ち上げる作業を行った。限られた予算でデュアルコム分光計を立ち上げるために、様々な装置の工夫を行った。特に、一台のフェムト秒ファイバーレーザーと連続波レーザーとの間のビート信号を特定の周波数にロックするために、光ファーバーに小さいピエゾ素子を張り付け、さらに光ファイバーをゴムで抑えることで不要な機械共振を抑える工夫を行った。また、連続波レーザーの周波数を制御することによって、ビート信号の周波数をロックする工夫も行った。これらの数々の工夫により、二台のフェムト秒ファイバーレーザーについて、キャリア・エンベロップ・オフセット周波数と、連続波レーザーとの間のビート周波数の双方をロックすることに成功した。すなわち、以上の成功によって、デュアルコム分光計が実現した。
本年度は新しいデュアルコム分光計の作製に時間を費やしたため、応用事例の探索を行うところまで作業を進めることができなかった。しかしながら、一つ一つの細かい要素技術の積み上げが必要なデュアルコム分光計が大学の実験室で完成したことは大きな成功であり、今後、完成した装置を利用した応用研究を積極的に推進する予定である。