| 研究課題/領域番号 |
22K18979
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
大野 誠吾 東北大学, 理学研究科, 助教 (70435634)
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| 研究分担者 |
林 伸一郎 国立研究開発法人情報通信研究機構, テラヘルツ研究センター, 主任研究員 (70360188)
宮本 克彦 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (20375158)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| キーワード | 幾何学的位相 / レーザー / スペクトルドリル / ファブリペロー共振 |
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| 研究実績の概要 |
スペクトルドリルとはファブリペロー共振器内に複数の位相板からなる幾何学的位相シフタを配置した光学共振器であり、位相板の回転に対応して共鳴周波数が連続的かつシームレスに制御できる。本研究の目標はそれをレーザーシステムに応用した「スペクトルドリルレーザー」を開発し、位相板の回転角と発振スペクトルの絶対周波数との関係から、新たな角度標準を創出することにある。従来のスペクトルドリルでは、共鳴のQ値がそれほど高くならず、共鳴周波数の不確定性があったが本研究では共振器内にさらに利得媒質を配置した「スペクトルドリルレーザー」を開発し、回転角を周波数軸から読み取る計測手法を開発することを目的とした。
レーザー媒質として半導体レーザーチップの表面に反射防止コートしたチップを用いた。TypeI配置のスペクトルドリルに対してそのようなチップを導入し電流注入をしたところ、795nmにおいて鋭いスペクトルピークが観測された。この光を高速フォトレシーバーで受光しスペクトルアナライザーにより解析したところ、共振器長に対応した信号が得られたことからこのスペクトルドリルレーザーがマルチモード発振していることがわかった。波長の制御性について、当初国家標準にトレーサブルな1.5μm帯の光の2倍波と合波しビート信号から測定する計画であったが、より広帯域な同調性を持たせるために分子の吸収戦に安定化させた1.5um帯レーザーの2倍はを用いることを検討した。ただしその場合でも795nmのスペクトルドリルレーザーの発振波長帯への同調が困難であることがわかった。
そこで、VIPA分光器を用いて波長の同調性を検証することにした。現在のところ約2.6GHzの同調幅が得られているが、連続シームレスな掃引は実現できていない。このことは位相板の動作波長と発振波長のずれが原因と考えている。今後より短波長での発振を目指す。
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