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2009 年度 実績報告書

光コムを用いたカスケード型コヒーレントリンクによるサブ波長精度の絶対距離計の研究

研究課題

研究課題/領域番号 21360039
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

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, 室長 (20358112)

研究分担者 稲場 肇  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 (70356492)
安井 武史  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (70314408)
キーワード光コム / 超短パルスレーザー / ファイバレーザー / 距離計測 / 干渉計測 / 光シンセサイザ
研究概要

本研究では、安定で高品位なファイバレーザーによる光コム(櫛型の光周波数モード列)を用いた、マイクロ波から光周波数までのダイナミックレンジの広い絶対周波数基準を構築し、周波数軸と時間軸の位相やタイミングを自在に操作することによって、任意の距離を高精度に絶対測定する技術原理を実証することを目的としている。
上記の研究目的達成のために、本年度は以下の研究項目を実施した。
まず、エルビウム添加モード同期ファイバレーザーにおいて、共振器の短尺化と分散の最適化により、100MHzの高繰り返し共振器を作成し、各周波数モード強度の増大を行った。同時に、ファブリーペロー共振器を用いて光コムモードのフィルタリングを行い、1.5GHzまでの高繰り返し化を実現し、モードビート信号の対ノイズ比の向上を実現した。
次に、2台の光コムの繰り返し周波数を基準周波数にそれぞれ高精度同期する制御技術を開発した。さらに、本技術の有用性を確認するため、テラヘルツ(THz)帯スペクトラム・アナライザー及びテラヘルツ波シンセサイザーに応用し、テラヘルツ周波数計測の大幅な精度向上を実現した。
さらに、エルビウム添加モード同期ファイバレーザーによる光コムと同一波長1.5μm帯のCWレーザーを用いて、光波干渉計と変調周波数を用いた距離計を同一の光学系によって構築した。同時に、スペクトル線幅の狭いCWレーザーを光コムに同期制御して、光周波数を同期したまま、広帯域に走査できる干渉計用光源システムを構築した。実際に、光周波数のテラヘルツ範囲の広帯域走査を実現した。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] Continuously tunable, phase-locked, continuous-wave terahertz generator based on photomixing of two continuous-wave lasers locked to two independent optical combs2010

    • 著者名/発表者名
      T.Yasui, et.al
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys. 107

      ページ: 033111-1-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-time monitoring of continuous-wave terahertz radiation using a fiber-based, terahertz-comb-referenced spectrum analyzer2009

    • 著者名/発表者名
      T.Yasui, et.al
    • 雑誌名

      Opt.Express 17

      ページ: 17034-17043

    • 査読あり
  • [雑誌論文] モード同期ファイバレーザーの光コムによる精密長さ測定2009

    • 著者名/発表者名
      美濃島薫
    • 雑誌名

      O plus E 31

      ページ: 1041-1046

  • [雑誌論文]2009

    • 著者名/発表者名
      美濃島薫
    • 雑誌名

      光科学研究の最前線2「超高速光計測」(強光子場科学研究懇談会)

      ページ: 27-27

  • [学会発表] 2台の光シンセサイザのフォトミキシングによる周波数可変・位相同期CW-THz波の発生(II);絶対周波数精度の向上と連続チューニング範囲の拡大2010

    • 著者名/発表者名
      安井武史, et.al
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2010-03-17
  • [学会発表] モードフィルタリングによる低繰り返し光ファイバ・コムの検出飽和の抑制2010

    • 著者名/発表者名
      岩本裕, et.al
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2010-03-17
  • [学会発表] 光コムによる超高精度光計測2010

    • 著者名/発表者名
      美濃島薫
    • 学会等名
      日本光学会冬期講習会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-01-21
  • [学会発表] 光コムに同期した絶対光周波数のサブテラヘルツ連続可変光源2009

    • 著者名/発表者名
      高橋永斉, et.al
    • 学会等名
      Optics Photonics Japan
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2009-11-25
  • [学会発表] 低繰り返しモード同期ファイバレーザーにおける光コムのモード選別による検出器の飽和抑制2009

    • 著者名/発表者名
      岩本裕, et.al
    • 学会等名
      Optics Photonics Japan
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2009-11-25
  • [学会発表] Continuous Tuning of Phase-Locked CW-THz Radiation by Photomixing of Two CW Lasers Locked to Two Independent Optical Combs2009

    • 著者名/発表者名
      T.Yasui, et.al
    • 学会等名
      IRMMW-THz2009
    • 発表場所
      プサン
    • 年月日
      2009-09-21
  • [学会発表] Direct Comparison of Absolute Distance Meter using an Optical Comb and Integrated Optical Interferometer with an Optical Sub-Wavelength Accuracy2009

    • 著者名/発表者名
      K.Minoshima, et.al
    • 学会等名
      CLEO/IQEC 2009
    • 発表場所
      Baltimore
    • 年月日
      2009-06-01
  • [学会発表] Ultra-Broad Absolute-Frequency Tunable Light Source Locked to a Fiber-Based Frequency Comb2009

    • 著者名/発表者名
      K.Minoshima, et.al
    • 学会等名
      CLEO/IQEC 2009
    • 発表場所
      Baltimore
    • 年月日
      2009-06-01
  • [学会発表] Widely Tunable, Phase-Locked CW-THz Radiation by Photomixing of Two CW Lasers Locked to Two Independent Fiber Combs2009

    • 著者名/発表者名
      T.Yasui, et.al
    • 学会等名
      CLEO/IQEC 2009
    • 発表場所
      Baltimore
    • 年月日
      2009-06-01
  • [学会発表] 光コムレーザー光源の進展と精密長さ計測技術への応用2009

    • 著者名/発表者名
      美濃島薫
    • 学会等名
      学術振興会第130委員会研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-05-11
  • [学会発表] フェムト秒光コムを用いた精密長さ計測,美濃島薫,精密工学会超精密位置決め専門委員会2009

    • 著者名/発表者名
      美濃島薫
    • 学会等名
      精密工学会超精密位置決め専門委員会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-04-24

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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