| 研究課題/領域番号 |
17360034
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
応用光学・量子光工学
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| 研究機関 | 独立行政法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
美濃島 薫 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測標準研究部門, 主任研究員 (20358112)
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| 研究分担者 |
尾藤 洋一 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測標準研究部門, 主任研究員 (30357842)
川戸 栄 福井大学, 工学研究科, 助教授 (60313730)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2006
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| キーワード | 光コム / ピコメートル計測 / 超短パルスレーザー / モード同期レーザー / イッテルビウム / 干渉計測 / 光共振器 / 変位計測 |
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| 研究概要 |
本研究では、ピコメートル干渉計測技術原理の実証を目的とし、下記の3つのテーマを共同・分担した。
1.LD励起モード同期固体レーザーの高効率・高出力化
Ybレーザーの高効率化を行い、極めて高い励起密度(220kW/cm2)によりCW動作時に光一光変換効率81%、及びパルス動作時に光一光変換効率62%という高効率動作に成功した。さらに、共振器内部に利得媒質とは別にカー効果材料を挿入することにより、それぞれを最適化し、安定性と高効率動作を両立した。また、カーボンナノチューブドープ・ポリマーフィルムで可飽和吸収体ミラーを作成し、Er/Yb共ドープガラスレーザーとして世界最短68fsのパルス出力に成功した。
2.光コムの広帯域化、波長コムの作成
Ndガラスレーザーによる光コムを光ファイバの非線形光学効果によって広帯域化し、周波数可変レーザーとのビートを検出した。フラットなノイズフロアと40dB以上のS/N比を実現し、位相同期を保って光周波数を広帯域可変するシステムを開発した。
連続発振Nd : YAGレーザーを、低熱膨張ガラスの参照共振器の光路長に同期させ、測定環境における空気中の波長基準を作成した。光コムの1モードを波長基準に安定化することにより、全モードの光周波数ではなく波長が制御される光コム、すなわち「波長コム」という新概念を実現した。
3.干渉計による変位測定
低熱膨張ガラスでファブリーペロー干渉計を作成し、その共振器モードに周波数可変レーザーを位相同期した。静止安定性を評価した結果、開発した波長コムにより環境変動の影響は補正され、1時間の変動10nmを10pm程度に低減できた。
さらに、干渉計の一方のミラーを移動ステージに搭載し、高精度変位計測を実証した。市販のナノ計測用の高精度ステージについて、移動量12μmにわたり100pm以下の不確かさで、その再現性と非線形性を評価できた。
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