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2021 年度 実績報告書

高安定レーザの作製による光ポンピング磁気センサの高性能化

研究課題

研究課題/領域番号 18K04989
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

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)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード光ポンピング磁気センサ / 外部共振器半導体レーザ / 原子泉一次周波数標準器
研究実績の概要

最終年度に実施した研究成果:位相雑音が1 Hzにおいて30 kHz/√Hzと評価された自作の外部共振器半導体レーザを、セシウム原子のマイクロ波共鳴を用いた磁場測定に適用し、約200 nTの磁場を< 1 pTの精度で計測した。この手法で、原子泉一次周波数標準器における磁場の変動を4日間にわたって連続的に観測し、日周変動による磁場変化が40 pT以下であることを確認した。この結果を用いることにより、原子泉一次周波数標準器NMIJ-F2の不確かさ評価を完了させることができた。
期間全体を通じて実施した研究成果:セシウム原子を用いた光ポンピング磁気センサの実験系を構築し、1 Hzから500 Hzまでの周波数帯域において2 pT/√Hzの感度で磁場を測定した。また、磁気センサの光源として、アライメントに鈍感なキャッツアイ配置を持つ波長894 nm(セシウムD1線)の外部共振器半導体レーザを作製し、その位相雑音を周波数1 Hzにおいて30 kHz/√Hzと評価した。また、この外部共振器半導体レーザを原子泉一次周波数標準器におけるマイクロ波共鳴による磁場測定に適用し、原子泉の不確かさ評価を完了させることができた。光ポンピング磁気センサに関しては、動作させるために60 ℃程度までガスセルをヒーターで加熱する必要があるが、これによって生じる磁場のノイズを除去することが高感度化のための重要の課題として抽出された。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件)

  • [雑誌論文] First uncertainty evaluation of the cesium fountain primary frequency standard NMIJ-F22022

    • 著者名/発表者名
      Takamizawa Akifumi、Yanagimachi Shinya、Hagimoto Ken
    • 雑誌名

      Metrologia

      巻: 59 ページ: 035004~035004

    • DOI

      10.1088/1681-7575/ac5e7b

    • 査読あり

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公開日: 2022-12-28  

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