2018 Fiscal Year Annual Research Report
Reducing power consumption of chip-scale atomic clock based on crossed polarizers method
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17K14697
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| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology |
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Principal Investigator |
矢野 雄一郎 国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所時空標準研究室, 研究員 (80781765)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | チップスケール原子時計 / 直交偏光子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，直交偏光子法で検出される透過光のスペクトルに着目し，原子と相互作用した波長成分の光ビート信号を取得する方法を提案する．従来法では，原子との相互作用の有無に関わらず高次のサイドバンドが光検出器に入るため，所望のビート信号を取得することは困難であった．これに対して，直交偏光子法では，所望の波長成分のみの光ビート信号を取得できるため，光強度だけでなく位相情報が得られることが期待される．その結果，あたかも量子部をGHz帯域の超狭帯域バンドパスフィルタのように扱うことができ，簡易なアナログ回路で原子時計を構築することができるようになると考えられる．
初年度で，直交偏光子法による光ビート信号のスペクトル特性を調べるため，透過光の光ビート信号を検出するための光学装置および量子部の通過特性を評価するための測定環境を構築した．次年度から，原子共鳴条件下における光ビート信号の位相特性の測定を開始した．まず，直交偏光子配置でない従来法で位相変化を測定したところ，共鳴近傍で良好な位相変化が現れた．次に，直交偏光子配置で位相変化を試みたが，ディテクタに入射する光強度不足により，SNが悪く，現在までにSNが高い位相変化は確認できていない．面発光レーザよりも光出力が大きいDFBレーザとファイバ型EOMを利用して実験を試みたが，戻り光によるレーザの発振不安定によってノイズが大きくなり，結果として良好なSNが得られなかった．今後，アイソレータを導入するなどして対策し，高SNで光ビート信号を取得することを試みる．
これと並行して，原子共鳴の高速解析技術に関する報告行い，論文にまとめた．
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