分子の位相敏感性を利用した小型光時計の開発とマイクロ波フォトニクスへの応用

• 研究課題/領域番号: 15K17479
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 光工学・光量子科学
• 研究機関: 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)
• 研究代表者: 上原 知幸 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 電気情報学群, 講師 (30647334)
• 研究協力者: 辻 健一郎 防衛大学校, 電気情報学群, 准教授 (10546047)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 光ファイバ無線 / 周波数安定化 / 半導体レーザ / フェイズドアレイアンテナ / 位相制御 / マイクロ波フォトニクス / レーザ / フェーズドアレイアンテナ / ビート周波数 / 位相変調器 / 光ファイバ

研究成果の概要

周波数の異なる２つの光波を干渉させて、その周波数差に対応するRF信号を生成する光ビート法は、生成可能RF信号の周波数範囲が広く、高速な振幅・位相制御が可能であることから、光ファイバ無線システムに有用な技術として期待される。しかし、光ビート法では、光源レーザの周波数揺らぎがRF信号の制御性を制限するため、光源の高精度な周波数安定化が求められる。本研究では、光ファイバ無線システムで使われる1550 nm帯レーザ光源の周波数安定化をシアン化水素により達成した。さらに、２台のレーザのビートを生成し、位相を光周波数を制御することにより達成し、フェイズドアレイアンテナからの放射パターンを光により制御した。

研究成果

• [国際共同研究] フロリダ大学(米国)
• [国際共同研究] フロリダ大学(米国)
• [国際共同研究] フロリダ大学(米国)
• [雑誌論文] Microwave phase-control scheme based on optical beat wave generation and propagation in an optical fiber (2018)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Uehara; Kenichiro Tsuji; Guido Mueller; David Tanner
  • 雑誌名: Optical Engineering 巻: 57 ページ: 016106-016106
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] High Power Electro Optic Beam Deflector for Precision Beam Control (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Uehara, D. Voss, P. Fulda, L. F. Ortega, M. D. Ortiz, G. Ciani, G. Mueller, and D. B. Tanner
  • 雑誌名: LIGO Document Paper 巻: P1700054-v5 ページ: 1-2
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Complex Modulation for Gravitational Wave Detectors (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Y. Chia, T. Uehara, G. Ciani, V. Quetschke, G. Mueller, and D.B. Tanner
  • 雑誌名: LIGO Document Paper 巻: P1700053-v5 ページ: 1-2
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Simultaneous photonic generation of two microwave signals with precisely-controllable phase difference using orthogonal polarization modes (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenichiro Tsuji, Kohei Hagiwara, Tomoyuki Uehara, Noriaki Onodera
  • 雑誌名: IEICE Electronics Express 巻: 13 号: 2 ページ: 20151029-20151029
  • DOI: 10.1587/elex.13.20151029
  • NAID: 130005120972
  • ISSN: 1349-2543
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Beat Signal Generation Between Two Rubidium Absorption-Line-Stabilized Diode Lasers in GHz-Frequency Band (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Uehara, Shinya Maehara, Kohei Doi, Toshiya Nimonji, Takahiro Saito5, Hideaki Arai, Takashi Sato, Yasuo Ohdaira, Shuichi Sakamoto, Masashi Ohkawa
  • 雑誌名: International Journal of Modern Physics and Applications 巻: 2 ページ: 1-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] High Power Electro-Optic Beam Deflector for Precision Beam Control (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Uehara, D. Voss, P. Fluda, L.F. Ortega, M.D. Ortiz, G. Ciani, G. Mueller, D.B. Tanner
  • 学会等名: The 24th Congress of the International Commission for Optics
  • 国際学会
• [学会発表] Complex Modulation for Gravitational Wave Detectors (2017)
  • 著者名/発表者名: H.Y. Chia, T. Uehara, G. Ciani, V. Quetschke, G. Mueller, D.B. Tanner
  • 学会等名: The 24th Congress of the International Commission for Optics
  • 国際学会
• [学会発表] シアン化水素の外部共振器内飽和吸収分光 (2017)
  • 著者名/発表者名: 上原 知幸、辻 健一郎
  • 学会等名: 2017 Optics & Photonics Japan
• [学会発表] シアン化水素を用いた半導体レーザの周波数安定化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 上原 知幸、辻 健一郎
  • 学会等名: 第60回光波センシング技術研究会
• [学会発表] 光ビート法で発生させた周波数安定化マイクロ波信号によるフェーズドアレイアンテナからの放射パターン制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 上原知幸・辻 健一郎・大島優太朗・亀井利久・小野寺紀明
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] Intrinsic mirror birefringence measurements for the Any Light Particle Search (ALPS) (2016)
  • 著者名/発表者名: C. Baum, D. Tanner, G. Mueller, S. Barke, Z. Bush, H. Hollis,G. Ciani, T. Uehara, G. Perez, M. Diaz-Ortiz, P. Fulda, R. Goetz, T. Kozlowski, J. Gleason, the ALPS Collaboration
  • 学会等名: 2017 Conference for UWP, 20 (2017)
  • 発表場所: University of Wisconsin-Madison
  • 国際学会
• [図書] 光学、第47巻 第3号 (2018)
  • 著者名/発表者名: 上原知幸
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: 一般社団法人 日本光学会
• [備考] 防衛大学校
  • URL: http://www.mod.go.jp/nda/
• [備考] 防衛大学校通信工学科
  • URL: http://www.nda.ac.jp/cc/com/index.html