テラヘルツ・スタンダードコム内蔵型周波数カウンターの開発

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20560036
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 横山 修子 Osaka University, 基礎工学研究科, 特任研究員 (30437363)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安井 武史 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (70314408) ; 荒木 勉 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (50136214)
• Keywords: テラヘルツ電磁波 / 周波数標準 / 周波数標準コム / 周波数カウンター / フェムト秒レーザー / フイバーレーザー / 光伝導ミキシング / 光伝導アンテナ

Research Abstract

本研究では、絶対周波数が高確度に値付けされた『THz周波数の物差し(PC-THzコム)』を生成し,これを内蔵する超精密なTHz周波数カウンターの開発を行う。ここで、レーザー光源にモード同期ファイバーレーザーを用いることにより、光源部分の小型化が可能になる。さらに、レーザーとTHz検出用光伝導アンテナを光ファイバーで直接カップリングすることにより、計測装置に小型・ロバスト・メンテナンスフリー等の特徴を付与することが可能となる。そこで、本研究では、THz周波数カウンターの光源にファイバーレーザーを用いる。
今年度は、まず、現有のエルビウム・ファイバーレーザーの安定化制御装置の開発を行った。モード同期周波数の20次高調波成分を検出し、これをルビジウム原子時計に位相同期することにより、ルビジウム原子時計と同程度に安定(10^<-12>@1秒)なTHzコムの生成に成功した。また、被測定CW-THz波の絶対周波数を測定するためには、CW-THz波とのビート信号を生成しているコムモードの次数を決定する必要がある。そこで、次数決定のためのモード同期周波数掃引機能をファイバーレーザに追加し、良好な結果を得た。
次に、サブTHz帯テストソースとPC-THzコムとのビート信号をRF帯スペクトラム・アナライザーで観測し、光伝導ミキシングに関する特性調査を行った。特に、光伝導アンテナで電磁波を受信する際のノイズ特性の結果から、最適な光伝導アンテナを決定した。