in-situ温度測定によるイッテルビウム光格子時計の高精度化

• 研究課題/領域番号: 25800231
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 原子・分子・量子エレクトロニクス
• 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: 田邊 健彦 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 物理計測標準研究部門, 研究員 (30613989)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2015年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円); 2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2013年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: 光格子時計 / 絶対周波数測定 / 光周波数コム / 秒の再定義 / 黒体輻射 / イッテルビウム / ストロンチウム

研究成果の概要

イッテルビウム(Yb)光格子時計の不確かさの一つは黒体輻射に起因する。これは原子周辺の温度測定の不確かさが大きいことによる。この不確かさ低減のために、本研究は時計遷移の上準位とリュードベリ状態間の遷移周波数測定による温度測定を目的として、以下の成果を得た。(1)第一段磁気光学トラップ中のYb原子数増加のために、大強度かつ周波数ロックが堅牢な光源を開発した。(2)Yb原子の許容遷移の絶対周波数測定を行った。(3)ストロンチウム(Sr)光格子時計による本研究の遂行を検討した。それにはSr光格子時計の精度を上げる必要があったため絶対周波数測定を行った。測定法を工夫し前回の約3倍の高精度化に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Improved frequency measurement of the 1S0-3P0 clock transition in 87Sr using a Cs fountain clock as a transfer oscillator (2015)
  • 著者名/発表者名: Takehiko Tanabe, Daisuke Akamatsu, Takumi Kobayashi, Akifumi Takamizawa, Shinya Yanagimachi, Takeshi Ikegami, Tomoya Suzuyama, Hajime Inaba, Sho Okubo, Masami Yasuda, Feng-Lei Hong, Atsushi Onae, and Kazumoto Hosaka
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 84 号: 11 ページ: 115002-115002
  • DOI: 10.7566/jpsj.84.115002
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Spectroscopy and frequency measurement of the clock transitions in 171Yb and 87Sr based on linewidth transfer using a narrow linewidth frequency comb (2016)
  • 著者名/発表者名: Takehiko Tanabe, Masami Yasuda, Daisuke Akamatsu, Takumi Kobayashi, Hajime Inaba, Sho Okubo, Atsushi Onae, Feng-Lei Hong, and Kazumoto Hosaka
  • 学会等名: The 4th Advanced Lasers and Photon Sources (ALPS'15)
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2016-04-23
  • 国際学会
• [学会発表] ストロンチウム原子の時計遷移の絶対周波数測定 -SI秒との比較における不確かさの軽減- (2016)
  • 著者名/発表者名: 田邊健彦, 赤松大輔, 小林拓実, 高見澤昭文, 柳町真也, 池上健, 鈴山智也, 稲場肇, 大久保章, 安田正美, 洪鋒雷, 大苗敦, 保坂一元
  • 学会等名: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学(東京都)
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] 光周波数コムを用いたイッテルビウム原子の1S0-1P1遷移の絶対周波数測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田邊健彦, 赤松大輔, 小林拓実, 安田正美, 稲場肇, 大久保章, 大苗敦, 洪鋒雷, 保坂一元
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学, 神奈川県
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [学会発表] Absolute frequency measurements of the 1S0-1P1 transition in atomic Yb using the fiber laser-based frequency combs (2014)
  • 著者名/発表者名: Takehiko Tanabe, Daisuke Akamatsu, Masami Yasuda, Takumi Kobayashi, Kazumoto Hosaka, Hajime Inaba, Sho Okubo, Atsushi Onae, Feng-Lei Hong
  • 学会等名: NMIJ-KRISS-ECNU Workshop on Time and Frequency
  • 発表場所: AIST Tokyo Wavefront Annex, 東京都
  • 年月日: 2014-12-01
• [学会発表] イッテルビウム原子の1S0-1P1遷移の絶対周波数測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田邊健彦, 赤松大輔, 安田正美, 小林拓実, 保坂一元, 稲場肇, 大久保章, 大苗敦, 洪鋒雷
  • 学会等名: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学, 北海道
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [備考] 産業技術総合研究所 物理計測標準研究部門 時間標準研究グループホームページ
  • URL: https://unit.aist.go.jp/ripm/time-stdg/index.html
• [備考] 産業技術総合研究所波長標準研究室ホームページ
  • URL: http://www.nmij.jp/~time-freq/wavelgt-std/