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高安定レーザの作製による光ポンピング磁気センサの高性能化

研究課題

研究課題/領域番号 18K04989
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分30020:光工学および光量子科学関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

高見澤 昭文  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 (50462833)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2018年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
キーワード光ポンピング磁気センサ / 外部共振器半導体レーザ / 原子泉一次周波数標準器 / ウェーブレット変換
研究成果の概要

アライメントに鈍感なキャッツアイ配置を持つ波長894 nm(セシウムD1線)の外部共振器半導体レーザ(ECDL)を作製し、その周波数雑音を周波数1 Hzにおいて30 kHz/√Hzと評価した。この光源を用いて、セシウム原子を用いた光ポンピング磁気センサの実験系を構築し、1 Hzから500 Hzまでの周波数帯域において2 pT/√Hzの感度で磁場を測定した。また、この外部共振器半導体レーザを原子泉一次周波数標準器におけるマイクロ波共鳴による磁場測定に適用し、原子泉の不確かさ評価を完了させることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

秒の単位を決める原子泉一次周波数標準器の不確かさ評価の完成に大きく寄与した。日常的によく用いられる単位の一次標準器に貢献したこと、および世界トップクラスの不確かさ4.7×10-16の原子泉の評価に貢献したことは、社会的にも意義が深いと考える。
また、光ポンピング磁気センサとその感度評価の系を構築した。また、セシウムガスセルを温めるヒーターによる磁場ノイズを問題点として抽出した。こうした実験系の構築と課題抽出は、今後のさらなる感度向上に寄与すると期待される。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] First uncertainty evaluation of the cesium fountain primary frequency standard NMIJ-F22022

    • 著者名/発表者名
      Takamizawa Akifumi、Yanagimachi Shinya、Hagimoto Ken
    • 雑誌名

      Metrologia

      巻: 59 号: 3 ページ: 035004-035004

    • DOI

      10.1088/1681-7575/ac5e7b

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 小型原子時計のためのセシウムD1線の外部共振器半導体レーザの開発2021

    • 著者名/発表者名
      高見澤昭文、柳町真也
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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