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2010 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  徳島大学, 大学院・ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (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、昨年度に開発した高繰り返し、高強度のエルビウム添加モード同期ファイバレーザーにおいて、高非線形ファイバ、及びフォトニック結晶ファイバを用いて1オクターブ以上にスペクトル拡大された光コムを発生させた。また、高非線形ファイバにより発生させた1-2μm帯の広帯域コムを利用し、1f-2f干渉計を構築してキャリア・エンベロープ・オフセット周波数信号の検出・位相同期を行った。f_<rep>の位相同期、周波数標準の基準信号への適用により、絶対値が付与された光コムを実現した。
次に、ファイバレーザーによるコムのコム間隔(繰り返し周波数)を安定に制御しながら、両者の間に周波数差を与える非同期制御システムの開発を行った。基本特性の評価を行い、2台のファイバコム間のタイミングジッターが、300fs以下であることを確認した。本システムの応用例として、テラヘルツ・コムのスペクトル計測に適用し、詳細なスペクトルを取得することに成功した。
最後に、開発したモード同期ファイバレーザーによる光コムを用いて、モードどうしのコヒーレンスを生かした干渉位相信号を利用した距離信号の検出手段を開発した。干渉(ビート)位相信号検出の高精度化のために、コム間隔周波数を制御して、高周波ビート信号を低周波数にビートダウンして検出する手法を開発した。実際に、測定光路長を変化させて、本手法による位相検出の原理確認を行い、距離信号が取得できることを確認した。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Terahertz Frequency Metrology Based on Frequency Comb2011

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

      IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONIC.

      巻: 17 ページ: 191-201

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Widely and continuously tunable terahertz synthesizer traceable to a microwave frequency standard2011

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

      Optics Express

      巻: 19 ページ: 4428-4437

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fiber-based, hybrid terahertz spectrometer using dual fiber combs2010

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

      Optics Letters

      巻: 35 ページ: 1689-1691

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of Terahertz Frequency Comb by Fiber-Based, Asynchronous-Optical-Sampling THz-TDS2010

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

      CLEO/QELS 2010

      巻: CD-ROM

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Precise length metrology using fiber-based frequency combs2010

    • 著者名/発表者名
      K.Minoshima, et. al
    • 雑誌名

      Proceedings, Optical Sensors

      巻: CD-ROM

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Precision Absolute Length Metrology using Fiber-Based Optical Frequency Combs2010

    • 著者名/発表者名
      K.Minoshima
    • 雑誌名

      Proceedings, 2010 ICEAA

      巻: CD-ROM

    • 査読あり
  • [学会発表] Terahertz frequency synthesizer traceable to a microwave frequency standard2011

    • 著者名/発表者名
      T.Yasui, et. al
    • 学会等名
      OTST2011
    • 発表場所
      Santa Barbara, USA
    • 年月日
      2011-03-13
  • [学会発表] 低繰り返し光ファイバ・コムにおけるモード・フィルタリングによる計測信号の増強2011

    • 著者名/発表者名
      岩本裕, et. al
    • 学会等名
      レーザー学会
    • 発表場所
      調布
    • 年月日
      2011-01-09
  • [学会発表] High Accuracy Length Metrology using Fiber-Based Optical Frequency Combs2010

    • 著者名/発表者名
      K.Minoshma, et. al
    • 学会等名
      ICOCN
    • 発表場所
      南京、中国(招待講演)
    • 年月日
      2010-10-25
  • [学会発表] High-Precision Absolute Length Metrology using Fiber-Based Optical Frequency Comb2010

    • 著者名/発表者名
      K.Minoshima
    • 学会等名
      2010 International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications
    • 発表場所
      Sydney, Australia(招待講演)
    • 年月日
      2010-09-21
  • [学会発表] ファイバ・インライン型外部共振器による低繰り返し光ファイバ・コムのモードフィルタリング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
      長崎
    • 年月日
      2010-09-16
  • [学会発表] 光周波数コムを用いた633nmよう素安定化ヘリウムネオンレーザの国際比較 CCL-K112010

    • 著者名/発表者名
      稲場肇, et. al
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      長崎
    • 年月日
      2010-09-14
  • [学会発表] Accurate, continuously tunable, terahertz synthesizer based on photomixing of two continuous-wave lasers phase-locked to two independent fiber combs2010

    • 著者名/発表者名
      K.Kawamoto, et al
    • 学会等名
      IRMMW-THz2010
    • 発表場所
      Rome, Italy
    • 年月日
      2010-09-05
  • [学会発表] Precise length metrology using fiber-based frequency combs2010

    • 著者名/発表者名
      K.Minoshima, et. al
    • 学会等名
      Optical Sensors
    • 発表場所
      Karlsruhe, Germany(招待講演)
    • 年月日
      2010-06-21

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公開日: 2012-07-19  

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