2022 Fiscal Year Annual Research Report
Research on precise measurement of microwave and terahertz wave using cesium atom
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18H01457
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
木下 基 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, 研究グループ長 (00415671)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
東島 侑矢 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, 研究員 (20805147)
山本 真大 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, 研究員 (20909874)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | セシウム / ラビ周波数 / マイクロ波 / レーザー / 二重共鳴分光 / 可視化 / 減衰量 / アンテナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
セシウム原子を用いた電磁波計測として、①局所的な測定方法の新規開発、②セシウム原子の蛍光によるマイクロ波のリアルタイム可視化の推進、③ラビ周波数に基づく電磁波強度測定の線形性評価を実施した。
①局所測定については、従来プローブレーザーのみでセシウム原子のラビ振動を検出していたのに対して、新たに開発した方法では２本のレーザーを使用しその交点におけるラビ振動のみを検出する。これによって、ラビ周波数測定の空間分解能を飛躍的に向上することが期待される。本測定方式に関する詳細な理論はいままで無かったため、理論式の定式化から始め、検証実験にまで成功した。検証実験では、平面パッチアンテナ回路の任意点における3 mm程度の領域に絞ったマイクロ波強度測定を実施した。
②リアルタイム可視化について、昨年度まで平面回路上で実施したマイクロ波の可視化をより高度化し、リアルタイムにおいて自由空間におけるアンテナ測定に応用した。本測定においてマイクロ波用の誘電体レンズを導入することでより遠方のマイクロ波源の可視化が可能となった。本実験は将来的なマイクロ波カメラの開発に大きく貢献する。
③ラビ周波数による導波管内のマイクロ波磁場強度測定において、精密減衰器を導入し線形性評価を実施した。他にも二重共鳴信号強度やその時定数のマイクロ波強度依存性を調べ、高周波減衰量測定への応用性を探った。本実験はセシウム原子のラビ周波数を基準としたマイクロ波パワー標準の開発を応用し、マイクロ波減衰量標準への拡張に繋がる成果となる。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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