2種の光コムの融合による高速かつ高分解能な分光計測技術の開発

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18H01907
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 柏木 謙 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 (10509730)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大久保 章 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 (30635800) ; 稲場 肇 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, 研究グループ長 (70356492)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 光周波数コム / 分光計測 / デュアルコム分光

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題は光周波数軸上で高分解能で、かつ時間軸上では短い測定時間の高速な分光計測を2台の光コムを用いて実現することを目標としている。そのための2台の光コムの開発とそれらを組み合わせた全体システムの構築、そして信号処理技術の開発を進めた。2020年度は2019年度までに得られた成果を受けて、各要素技術のさらなる高度化を行うとともに、最終目標であるデュアルコム分光計測を行った。下記に2020年度に得られた成果をまとめる。
光コム2台を用いるデュアルコム分光では、利用する2台の光コム同士のコヒーレンスが高い、つまり相対スペクトル線幅が細い必要がある。2020年度はまず、2019年度に開発した相対スペクトル線幅の制御をさらに高度化した。高フィネスの共振器を参照して安定化した周波数安定化レーザに対し、1台目の光コムを安定化する。その光コムに位相同期した別の波長の安定化レーザを準備し、そのレーザを光源として生成した変調器型光コムを増幅した後に高非線形ファイバでスペクトル拡大を行う。スペクトル拡大して生成した中心からおよそ200次離れた成分を1台目の安定化レーザに対して位相同期することで変調器型光コム全体の光周波数を安定化する。その位相同期した際のインループビートの信号対雑音比を、制御条件を最適化することでさらに向上することができた。そして、1台目の光コムとのアウトオブループビートを観測し、細い相対スペクトル線幅が得られることを確認した。
上記までにデュアルコム分光のための2台の光コムが準備できたため、それらを分光計測に適用するシステムを構築し、実際に計測を行った。その結果、高い信号対雑音比の干渉信号が得られ、従来よりも短時間で測定ができた。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。