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2018 年度 実績報告書

直交偏光子法に基づいたチップスケール原子時計の低消費電力化

研究課題

研究課題/領域番号 17K14697
研究機関国立研究開発法人情報通信研究機構

研究代表者

矢野 雄一郎  国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所時空標準研究室, 研究員 (80781765)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワードチップスケール原子時計 / 直交偏光子
研究実績の概要

本研究では,直交偏光子法で検出される透過光のスペクトルに着目し,原子と相互作用した波長成分の光ビート信号を取得する方法を提案する.従来法では,原子との相互作用の有無に関わらず高次のサイドバンドが光検出器に入るため,所望のビート信号を取得することは困難であった.これに対して,直交偏光子法では,所望の波長成分のみの光ビート信号を取得できるため,光強度だけでなく位相情報が得られることが期待される.その結果,あたかも量子部をGHz帯域の超狭帯域バンドパスフィルタのように扱うことができ,簡易なアナログ回路で原子時計を構築することができるようになると考えられる.
初年度で,直交偏光子法による光ビート信号のスペクトル特性を調べるため,透過光の光ビート信号を検出するための光学装置および量子部の通過特性を評価するための測定環境を構築した.次年度から,原子共鳴条件下における光ビート信号の位相特性の測定を開始した.まず,直交偏光子配置でない従来法で位相変化を測定したところ,共鳴近傍で良好な位相変化が現れた.次に,直交偏光子配置で位相変化を試みたが,ディテクタに入射する光強度不足により,SNが悪く,現在までにSNが高い位相変化は確認できていない.面発光レーザよりも光出力が大きいDFBレーザとファイバ型EOMを利用して実験を試みたが,戻り光によるレーザの発振不安定によってノイズが大きくなり,結果として良好なSNが得られなかった.今後,アイソレータを導入するなどして対策し,高SNで光ビート信号を取得することを試みる.
これと並行して,原子共鳴の高速解析技術に関する報告行い,論文にまとめた.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Fast numerical analysis of the time response in coherent population trapping resonance based on Galerkin spectral method2019

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Yano, Masatoshi Kajita, Tetsuya Ido, Motoaki Hara
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 ページ: 1-5

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab0bab

    • 査読あり
  • [学会発表] Numerical Calculation Method of Time Response of Coherent Population Trapping Resonance Based on Galerkin Spectral Method2019

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Yano, Masatoshi Kajita, Tetsuya Ido, Motoaki Hara
    • 学会等名
      IFCS-EFTF2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Time evolution analysis of Coherent Population Trapping resonance for atomic clock chip2018

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Yano, Masatoshi Kajita, Tetsuya Ido, Motoaki Hara
    • 学会等名
      USE2018

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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