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全冷却方式超高安定マイクロ波発振器の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26246038
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用物理学一般
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

池上 健  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, 上級主任研究員 (60356417)

研究分担者 渡部 謙一  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 (50358389)
柳町 真也  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 (70358216)
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)
研究協力者 ハートネット ジョン  豪州アデレード大学
研究期間 (年度) 2014-06-27 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
41,990千円 (直接経費: 32,300千円、間接経費: 9,690千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2016年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2015年度: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2014年度: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
キーワード低温サファイア発振器 / マイクロ波発振器 / セシウム一次周波数標準器 / 原子時計 / 周波数安定度 / 局部発振器 / パルス管冷凍機 / 振動抑制クライオスタット / アラン分散 / 超精密計測 / 制御工学 / 計測工学
研究成果の概要

パルス管冷凍機と振動抑制型クライオスタットを用いた電気的冷却方式の低温サファイア発振器を開発した。3つの低温サファイア発振器を相互に比較することで、3コーナーハット法により、個々の発振器の周波数安定度を分離して評価することに成功した。アラン偏差で評価された周波数安定度は1秒から1日の平均時間にわたって2×10の(-15)乗より優れていた。開発された電気的冷却方式サファイア発振器は原子泉方式一次周波数標準器に適用され、量子射影雑音で制限される周波数安定度を実現した。電気的冷却方式サファイア発振器は位相や周波数のロックが外れることなく、連続的に年の単位で動作することが可能となった。

報告書

(5件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 精密位相雑音測定におけるサンプリングクロックの影響2016

    • 著者名/発表者名
      平野育、柳町真也、池上健、高見澤昭文
    • 雑誌名

      電気学会論文誌A(基礎・材料・共通部門誌)

      巻: 136 ページ: 455-457

    • NAID

      130005160681

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Autonomous cryogenic sapphire oscillators employing low vibration pulse-tube cryocoolers at NMIJ2016

    • 著者名/発表者名
      T.Ikegami, K.Watabe, S.Yanagimachi, A.Takamizawa, and J.G.Hartnett
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Improved frequency measurement of the 1S0-3P0 clock transition in 87Sr using a Cs fountain clock as a transfer oscillator2015

    • 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

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 低温サファイア結晶を用いた超高安定マイクロ波発振器2015

    • 著者名/発表者名
      池上 健、渡部謙一
    • 雑誌名

      低温工学

      巻: 50 号: 6 ページ: 322-329

    • DOI

      10.2221/jcsj.50.322

    • NAID

      130005087341

    • ISSN
      0389-2441, 1880-0408
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Atomic Fountain Clock With Very High Frequency Stability Employing a Pulse-Tube-Cryocooled Sapphire Oscillator2014

    • 著者名/発表者名
      A.Takamizawa, S.Yanagimachi, T.Tanabe, K.Hagimoto, I.Hirano, K.Watabe, T.Ikegami, and J.G.Hartnett
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control

      巻: 61 号: 9 ページ: 1463-1468

    • DOI

      10.1109/tuffc.2014.3060

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Recent Progress of Development of Cesium Fountain Pri- mary Frequency Standard NMIJ -F22018

    • 著者名/発表者名
      A.Takamizawa, S.Yanagimachi, K.Hagimoto, I.Hirano, T.Ikegami
    • 学会等名
      32nd European Frequency and Time Forum 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電気的冷却方式による低温サファイア発振器の特性2018

    • 著者名/発表者名
      池上 健、渡部 謙一、柳町 真也、高見澤 昭文、萩本 憲、ハートネット ジョン
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 池上 健、渡部謙一、柳町真也、高見澤昭文、平野 育、萩本 憲、ハートネット ジョン2017

    • 著者名/発表者名
      低振動パルス管冷凍機を用いた自律型低温サファイア発振器の開発
    • 学会等名
      NMIJ成果発表会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所(茨城県つくば市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 2台の電気的冷却方式低温サファイア発振器間の周波数安定度測定2016

    • 著者名/発表者名
      池上 健、渡部謙一、柳町真也、高見澤昭文、平野 育、萩本 憲、ハートネット ジョン
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東工大大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [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低減-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
      東工大大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 10MHz発振器の低オフセット領域における位相雑音2016

    • 著者名/発表者名
      平野 育、柳町真也、池上 健、高見澤昭文、鈴山智也、和田雅人
    • 学会等名
      電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • 発表場所
      九州工業大学戸畑キャンパス(福岡県北九州市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Development of cryogenic sapphire oscillators using cryocoolers at NMIJ2015

    • 著者名/発表者名
      T.Ikegami, K.Watabe, S.Yanagimachi, A.Takamizawa, and J.G.Hartnett
    • 学会等名
      8th Symposium on Frequency Standards and Metrology
    • 発表場所
      ポツダム(ドイツ)
    • 年月日
      2015-10-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Toward the full evaluation of the cesium fountain NMIJ-F22015

    • 著者名/発表者名
      A.Takamizawa, S.Yanagimachi, K.Hagimoto, I.Hirano, K.Watabe, T.Ikegami, J.G.Hartnett
    • 学会等名
      8th Symposium on Frequency Standards and Metrology
    • 発表場所
      ポツダム(ドイツ)
    • 年月日
      2015-10-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of the cesium fountain primary frequency standard NMIJ-F22015

    • 著者名/発表者名
      A.Takamizawa, S.Yanagimachi, K.Hagimoto, I.Hirano, K.Watabe, T.Ikegami, J.G.Hartnett
    • 学会等名
      Emerging Scientist Workshop
    • 発表場所
      大田市(韓国)
    • 年月日
      2015-08-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 振動抑制冷凍機を用いた低温サファイア発振器の周波数安定度の評価2015

    • 著者名/発表者名
      池上 健,渡部 謙一,柳町 真也,平野 育,萩本 憲,高見澤 昭文,ジョン G. ハートネット
    • 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
      2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] わかる!原子時計のしくみ2016

    • 著者名/発表者名
      池上 健
    • 総ページ数
      143
    • 出版者
      CQ出版社
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2014-11-20   更新日: 2019-03-29  

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