| 研究課題/領域番号 |
22K18979
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分30:応用物理工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
大野 誠吾 東北大学, 理学研究科, 助教 (70435634)
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| 研究分担者 |
林 伸一郎 国立研究開発法人情報通信研究機構, テラヘルツ研究センター, 主任研究員 (70360188)
宮本 克彦 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (20375158)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
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| キーワード | 幾何学的位相 / 角度計測 / スペクトルドリル / 外部共振器半導体レーザー / レーザー / ファブリペロー共振 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
スペクトルドリルとはファブリペロー共振器内に複数の位相板からなる幾何学的位相シフタを配置した光学系であり、位相板を回転させることでスペクトル上の共鳴周波数を連続的かつシームレスに掃引することができる特徴を持つ。この時の周波数軸上に等間隔に並ぶ共鳴モードがあたかもドリルの溝の見かけの運動のように動くことが名前の由来である。本研究では、それをレーザーシステムに応用した「スペクトルドリルレーザー」を開発し、位相板の回転角と発振スペクトルの絶対周波数との関係から、新たな角度標準を創出することに挑戦する。
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| 研究成果の概要 |
スペクトルドリル共振器を応用したスペクトルドリルレーザーを開発し、構成する位相板の回転角と発振周波数との関係から、回転角度の測定原理、ひいては角度標準を創出することに挑戦している。回転角の確度向上のためには共振器のQ値を高くする必要がある。本研究では、共振器内に新たに半導体レーザーチップを導入することで、スペクトルドリルレーザーのマルチモード発振に成功した。その線幅は従来のスペクトルドリルのQ値に比べるとはるかに高い。位相板の回転により2.7GHzの波長掃引にも成功している。ただし、シームレスな波長掃引は実現しておらず、回転角の360度読み取りには発振波長の短波長化が課題である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
スペクトルドリルレーザーの構成について当初、位相板の回転により偏光方向が変わらないI型の構成を検討していたが、レーザー光の取り出し方によってはII型においても偏光方向が変化しないことがわかった。これにより、構成要素を少なくしてスペクトルドリルレーザーを構成でき、将来的なコンパクト化に対して意義のある知見である。
また、スペクトルドリル共振器は、位相板と共振器長の設定により、自由かつ安定に共振周波数、線幅の調整ができることからレーザー安定化のための周波数基準として非常に優れていることがわかった。このことは、次世代高精度レーザーシステムへの展開が期待される。
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