| 研究課題/領域番号 |
22540415
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| 研究機関 | 独立行政法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
保坂 一元 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 (50462859)
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| 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)
渡部 謙一 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 (50358389)
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| キーワード | 光共振器 / 熱雑音 / 狭線幅化レーザー / 光コム |
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| 研究概要 |
本研究では、光格子時計における時計遷移励起用レーザーの線幅狭窄化実証のため、熱雑音の極めて少ない新型光共振器を用いた超安定化レーザーを開発する。目標とする周波数安定度は平均時間1秒において10^<-17>台で、世界最高の周波数安定度の達成を目指す。現在、周波数安定度の限界を与えている光共振器の熱雑音を抑制する方法として、先ず、鏡の基材として機械的Q値の高い溶融石英を用い、長い共振器を採用する。この時に、新たに問題になる、熱膨張及び振動による影響を最小にするため、新しいスペーサー材料を開発する。
平成22年度は、これまで、超高フィネス光共振器のスペーサー材料として用いられてきたULEガラスに変わる新しい材料を評価するために、試験用の光共振器、および、レーザー周波数安定化のためのシステム、光共振器の共鳴周波数を正確に測定する光周波数コムを製作した。我々が新スペーサー材料として注目したのは、低熱膨張セラミックである。低熱膨張セラミックはヤング率やポアソン比で、ULEガラスよりも優れた値を持つ事が分かっている。したがって、熱特性がULEガラスに匹敵するならば、共振器長を長くするには最適の材料となる可能性がある。
低熱膨張セラミックをスペーサーに使用し、鏡の基材としてULEガラスを用いた光共振器(共振器長:75mm,直径:25.4mm)をアルミニウム真空槽の中に縦置きに設置した。レーザー光源は、周波数安定度の高いNd:YAGレーザー(波長1064nm)を用いた。また、新しい材料の熱膨張係数の温度依存性を評価するために、光共振器を約7℃から40℃までの範囲で温度調整できるよう、チラーとヒーターを組み合わせた温度調整システムを構築した。また、光共振器の温度変化に伴う共鳴周波数の変化を正確かつ連続して測定できるよう、光コムシステムの調整を行った。
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