ナトリウム温度ライダーに応用するレーザ周波数の超精密制御方法の研究

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20360405
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 川原 琢也 信州大学, 工学部, 准教授 (40273073)
• Keywords: ナトリウムライダー / Nd:YAGレーザ / 和周波 / 589nm / 音響光学素子 / ドップラーフリー法

Research Abstract

本研究はナトリウムライダー(パルスレーザ)のための、種レーザ(連続光レーザ)を用いた周波数制御の研究であり、ライダー技術の中心となる研究である。種である連続光レーザの波長制御は、パルス増幅された射出レーザの波長を制御する(インジェクションシーディング技術)。
本年度は、音響光学素子(AO)を用いたレーザ周波数の高速変換システムを構築し、周波数変換効率計測を行った。それとともに、周波数を切り替えたレーザビーム射出方向の安定性確認実験などインジェクションシーディングのための種光の条件を満たす安定条件の調整を行った。ドップラーフリー分光法を用いて決める周波数基準から、AO素子2つを用いて、プラスマイナスの周波数シフトを高速で切り替えるシステムを構築した。最終的にはレーザの周波数を高速に切り替えることができ、かつインジェクションシーディングのための光軸は3周波数を切り替えてもぶれが無い状態を作る。光軸に対するAO素子入射角度の最適化により、周波数変換効率を最も高めた状態でシステムを組んだ。この状態で、AOに印加する超音波の強度に対する変換効率を計測し、システム全体の光学効率からインジェクションに必要となるレーザパワーの見積を行った。また、波長計を用いてレーザ周波数を計測した。パルスレーザに対してインジェクションをかけ、波形をオシロスコープでモニターしながらAOの周波数を切替え、それぞれの周波数に応じてパルスレーザのインジェクションが正常にかかるかどうかを確認しながら、最適条件を設定した。この状態を確認した上、長時間観測により、システムの安定性の確認をした。また、得られたデータの解析結果からライダーシステムの動作を確認した。

Research Products

• [Presentation] Naライダー観測のための音響光学素子を用いた高速周波数シフターの開発 (2011)
  • Author(s): 川原琢也, 斎藤徳人, 和田智之, 野澤悟徳, 川端哲也, 津田卓雄, 藤井良一
  • Organizer: レーザー学会学術講演会第31回年次大会
  • Place of Presentation: 東京都調布市(電気通信大学)
  • Year and Date: 2011-01-09
• [Presentation] ナトリウムライダーのための全固体ナトリウムD2線共鳴コヒーレント光源 (2011)
  • Author(s): 斎藤徳人, 月花智博, 川原琢也, 野澤悟徳, 川端哲也, 津田卓雄, 小泉俊郎, 和田智之
  • Organizer: レーザー学会学術講演会第31回年次大会
  • Place of Presentation: 東京都調布市(電気通信大学)
  • Year and Date: 2011-01-09
• [Presentation] 北極域観測用新型ナトリウムライダーの現状 (2010)
  • Author(s): 川原琢也, 野澤悟徳、 津田卓雄、川端哲也、藤井良一、斎藤徳人、和田智之
  • Organizer: 第33回極域宙空圏シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京都立川市(国立極地研究所)
  • Year and Date: 2010-12-02
• [Presentation] Tromsoに設置した新型ナトリウムライダーのための新型周波数シフターの実験 (2010)
  • Author(s): 川原琢也, 斎藤徳人, 野澤悟徳, 和田智之, 川端哲也, 津田卓雄, 藤井良一
  • Organizer: 第128回SGEPSS総会および講演会
  • Place of Presentation: 沖縄県那覇市
  • Year and Date: 2010-11-02
• [Presentation] 新トロムソナトリウムライダーの初期観測結果 (2010)
  • Author(s): 高橋透, 野澤悟徳, 川原琢也, 津田卓雄, 川端哲也, 大山伸一郎, 藤井良一, 斎藤徳人, 和田智之, Asgeir Brekke, Chris Hall
  • Organizer: 第128回SGEPSS総会および講演会
  • Place of Presentation: 沖縄県那覇市
  • Year and Date: 2010-11-02
• [Presentation] 音響光学素子を用いた周波数切り替え装置の光学実験 (2010)
  • Author(s): 田中健一、川原琢也
  • Organizer: 計測自動制御学会中部支部シンポジウム2010
  • Place of Presentation: 長野県上田市(信州大学繊維学部)
  • Year and Date: 2010-10-29
• [Presentation] 音響光学素子を用いた新型周波数シフターの提案 (2010)
  • Author(s): 川原琢也、斎藤徳人、野澤悟徳、和田智之、川端哲也、津田卓雄、藤井良一
  • Organizer: 第28回レーザセンシングシンポジウム
  • Place of Presentation: 滋賀県大津市
  • Year and Date: 2010-09-09
• [Presentation] A sodium lidar project at Tromsφ, Norway: First report on test observations at Wako, Japan (2010)
  • Author(s): Tsuda, T. T., S. Nozawa, T. D. Kawahara, T. Kawabata, S. Oyama, R. Fujii, Y. Ogawa, N. Saito, S. Wada, A. Brekke, C. M. Hall
  • Organizer: CAWSES-II Kick-Off Symposium
  • Place of Presentation: 京都府宇治市(京都大学)
  • Year and Date: 2010-06-16
• [Presentation] Research on the lower thermosphere and mesosphere using EISCAT radars, and other instruments (2010)
  • Author(s): Nozawa, S., Y. Ogawa, S. Oyama, H. Miyaoka, T. D. Kawahara, T. T. Tsuda
  • Organizer: CAWSES-II Kick-Off Symposium
  • Place of Presentation: 京都府宇治市(京都大学)
  • Year and Date: 2010-06-16
• [Presentation] トロムソ拠点観測「ナトリウムライダーの初期結果 (2010)
  • Author(s): 野澤悟徳, 川原琢也, 津田卓雄, 川端哲也, 大山伸一郎, 藤井良一, 塩川和夫, 小川泰信, 斎藤徳人, 和田智之, Brekke Asgeir, Hall Cluis M.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場
  • Year and Date: 2010-05-27
• [Presentation] ノルウェー,トロムソにおけるナトリウムライダー観測 (2010)
  • Author(s): 津田卓雄, 野澤吾徳, 川原琢也, 川端哲也, 大山伸一郎, 藤井良一, 小川泰信, 斎藤徳人, 和田智之, Brekke Asgeir, Hall Chris M.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場
  • Year and Date: 2010-05-27
• [Presentation] Naライダーに応用する音響光学素子高速周波数シフター (2010)
  • Author(s): 川原琢也, 野澤悟徳, 川端哲也, 津田卓雄, 藤井良一
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場
  • Year and Date: 2010-05-27