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2022 年度 実績報告書

狭線幅かつ高安定な周波数安定化レーザーに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18H03886
研究機関横浜国立大学

研究代表者

洪 鋒雷  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (10260217)

研究分担者 和田 雅人  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 (20635817)
赤松 大輔  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (90549883)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
キーワードレーザー分光 / 周波数安定化レーザー / 光コム / 原子・分子物理 / 超精密測定 / 量子エレクトロニクス
研究実績の概要

レーザーの周波数雑音はレーザーの特性を表す重要な指標の1つである。線幅が小さくレーザーの周波数雑音が小さいレーザーは、高分解能分光などの精密計測において重要な役割を果たしている。レーザーを駆動する電流源がレーザーの周波数雑音に影響を与えるので、電流源の電流雑音を抑えることでレーザーの周波数雑音を低減させることが可能である。我々は市販の電流源と自作した高安定な電流源を用いて波長1542 nm外部共振器型半導体レーザー(ECDL)を駆動させ、レーザーの周波数雑音パワースペクトル密度(PSD)および周波数変動のアラン標準偏差を測定した。その結果、自作の電流源を使用することでフリーランのECDLの周波数雑音は200 Hz以上の高周波領域と2 Hz以下の低周波領域で低減されることがわかった。また、異なる電流源で駆動した光源を用いて高分解能分光を行い、レーザーの周波数安定化を実施し、電流源による安定化レーザーへの影響も評価した。その結果、ヨウ素安定化において、現状の電流源の違いによるアラン標準偏の差がほとんどないことがわかった。
我々1542 nmレーザー光の3倍波発生を用いて、514 nm波長帯のヨウ素分子超微細構造を測定し、理論的な解析を行うことにより超微細構造定数を求めている。514 nm波長帯にあるR(38)44-0、P(36)44-0、R(37)44-0、P(35)44-0、R(36)44-0、P(34)44-0、R(58)45-0の7本の吸収線について、世界で初めて高精度な観測および精密周波数計測を行い、超微細構造定数を算出した。また、7本の吸収線すべてに対して行い、全部で103本の超微細遷移の周波数計測ができた。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

備考

http://hong-lab.ynu.ac.jp/

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Precision dual-comb spectroscopy using wavelength converted frequency combs with low repetition rates2023

    • 著者名/発表者名
      Yohei Sugiyama , Tsubasa Kashimura , Keiju Kashimoto , Daisuke Akamatsu, and Feng-Lei Hong
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 ページ: 2549

    • DOI

      10.1038/s41598-023-29734-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hyperfine structure and absolute frequency of 127I2 transitions at 514 nm for wavelength standards at 1542 nm2022

    • 著者名/発表者名
      Kohei Ikeda, Takumi Kobayashi, Mayuko Yoshiki, Daisuke Akamatsu, and Feng-Lei Hong
    • 雑誌名

      Journal of the Optical Society of America B

      巻: 39 ページ: 2264-2271

    • DOI

      10.1364/JOSAB.465499

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Frequency references based on molecular iodine for the study of Yb atoms using the 1S0 - 3P1 intercombination transition at 556 nm2022

    • 著者名/発表者名
      Yuto Tanabe, Yuma Sakamoto, Takuya Kohno, Daisuke Akamatsu, and Feng-Lei Hong
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 30 ページ: 46487-46500

    • DOI

      10.1364/OE.478917

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 低繰り返し周波数光コムを用いたヨウ素分子のデュアルコム分光(Ⅲ)2022

    • 著者名/発表者名
      杉山陽平, 樫村翼, 柏本佳寿, 赤松大輔, 洪鋒雷
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
  • [学会発表] 2 mヨウ素セルを用いた通信波長帯周波数安定化レーザー2022

    • 著者名/発表者名
      松永祥吾, 吉木万由子, 天木里穂, 赤松大輔, 洪鋒雷
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
  • [学会発表] 重なり合うヨウ素分子吸収線の超微細構造の同定と周波数計測2022

    • 著者名/発表者名
      吉木 万由子,松永 祥吾,天木 里穂,池田 幸平,赤松 大輔,洪 鋒雷
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2022
  • [学会発表] 556nmヨウ素分子超微細構造遷移の周波数計測2022

    • 著者名/発表者名
      田邉 悠斗,坂本 裕磨,河野 託也,赤松 大輔,洪 鋒雷
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2022
  • [学会発表] 波長変換された低繰り返し周波数光コムによるデュアルコム分光2022

    • 著者名/発表者名
      樫村 翼,杉山 陽平,柏本 佳寿,赤松 大輔,洪 鋒雷
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2022

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公開日: 2023-12-25  

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