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小型超高精度レーザー原子時計の実現

研究報告コード R070000264
整理番号 R070000264
掲載日 2008年4月11日
研究者
  • 杉山 和彦
研究者所属機関
  • 京都大学大学院工学研究科電子工学専攻
研究機関
  • 京都大学大学院工学研究科電子工学専攻
報告名称 小型超高精度レーザー原子時計の実現
報告概要 超短パルスレーザーとして利用されているモード同期レーザーは、周波数軸上ではパルス繰り返し周波数frepだけ正確に周波数の異なった多数のレーザー光の集合体、いわゆる光周波数コム(comb=櫛)となっている。この光周波数コムはレーザーの周波数計測に応用されて大きな成果を収め、2005年にノーベル物理学賞を受賞した2人の研究者の主たる受賞理由にもなった。本研究ではこの技術をさらに進めて、安定化したレーザー周波数を、光周波数コムを使って正確に分周してマイクロ波周波数標準とする、新しい方式の原子時計を開発する。基準周波数が光周波数になるので、マイクロ波領域の原子の共鳴を基準とする現在の原子時計よりも周波数安定度が大きく改善される。必要となるレーザーを全て半導体レーザー化し、低消費電力で可搬なシステムの開発を最終目標とする。これが実現すれば、商用原子時計により不確かさが決まっている、時系(周波数標準)やGPSによる測地などをはじめ、精密計測技術の高精度化に貢献することができる。
画像

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研究分野
  • レーザの応用
  • 時間,速度,加速度,角速度の計測法・機器
関連発表論文 (1) Y. Iwaki, M. Nakahara, O. Kazarsky, M. Kitano, and K. Sugiyama, "Mode-locking of a self-pulsation laser diode by external cavity configuration and its injection locking"(投稿予定)
(2) K. Sugiyama, S.N. Slyusarev, M. Misono, R. Ikuta, and M. Kitano, "Frequency control of a mode-locked titanium-sapphire laser for optical frequency divider"(投稿予定)
(3) 杉山,"マイクロ波と光周波数を結ぶ新しい周波数チェーン -モード同期レーザーによる光周波数計測技術-",日本物理学会誌,Vol. 58, No. 3, pp. 175-181 (2003).
(4) 杉山,"レーザーハンドブック(第2版)19・3節 光周波数標準",レーザー学会編,オーム社,2005.
研究制度
  • 戦略的創造研究推進事業 さきがけタイプ(旧若手個人研究推進事業を含む)/秩序と物性,ナノと物性,光と制御
研究報告資料
  • 杉山 和彦. 小型超高精度レーザー原子時計の実現. ナノテクノロジー分野3領域合同研究報告会 講演要旨集 「秩序と物性」「ナノと物性」「光と制御」領域 (研究期間:2002-2005), 2006 . p.28 - 29.

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