2021 Fiscal Year Research-status Report
Ultra-high sensitivity laser phase noise measurement based on a self-referencing scheme
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20K15201
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
和田 雅人 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, 主任研究員 (20635817)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | レーザー / 周波数雑音 / 位相雑音 / 遅延自己ヘテロダイン法 / 光ファイバ / 遅延線干渉計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
遅延自己ヘテロダイン法によるレーザーの周波数雑音測定に相関法を適用するため、ビート信号の位相雑音測定プログラムの作成に取り組んだ。当初の計画では、データ取得用の高速デジタイザを購入する予定であったが、まずは持ち合わせているサンプリングレート10 MS/s及び1 MS/sのデジタイザを用いて試験用信号を対象とした位相雑音測定プログラムを作成した。その結果、測定手順の煩雑さを除けば、持ち合わせているデジタイザでも相関法の適用に対応した2CHでの位相雑音測定を所望のノイズフロアで達成できることがわかった。これにより、必ずしも必要ではなくなった高速デジタイザの購入を見送り、新たに課題が生じた場合に備えて当該助成金を温存した。
更に、本研究における周波数雑音の測定対象として高フィネス光共振器に周波数安定化された狭線幅レーザーを用いるための準備も進めた。光ファイバ伝送路で生じる光路長変動等の影響を低減するため、レーザー光の出力ポートを分岐するためのファイバカプラ等を断熱槽に収納した。一方で、光共振器に対する振動や音響雑音のような環境要因がレーザーの周波数雑音を劣化させているという懸念があった。これを改善するため、光共振器を格納した真空槽を防音化することを検討した。具体的には、高フィネス光共振器に周波数安定化された狭線幅レーザーを収納するための音響遮蔽箱の設計を行い、防音化によって得られるレーザーの周波数雑音を推定した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ビート信号の位相雑音測定プログラムを作成し、本研究で用いるデジタイザの雑音特性を評価した。また、狭線幅レーザーを更に低雑音化するための検討を行った。本研究の遂行に必要な実験装置の開発を進めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
まずは、狭線幅レーザーの低雑音化を達成する。そして、2台の光ファイバ遅延線干渉計を作製し、遅延自己ヘテロダイン法による狭線幅レーザーの周波数雑音測定において相関法を適用する。この実験結果を解析し、本手法の測定限界を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
持ち合わせているデジタイザの雑音特性を評価した結果、当初の計画で購入予定であった高速デジタイザが必ずしも必要ではないことが明らかとなったため。当該助成金の未使用額を活用し、レーザーを低雑音化するための音響遮蔽箱の購入を検討している。
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