超小型「光周波数のものさし」の精密制御を実証~精密分光や低雑音マイクロ波発生源への応用へ向けて~

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2023-01-11 慶應義塾大学,理化学研究所

慶應義塾大学理工学部物理学科の藤井瞬助教は、同電気情報工学科の田邉孝純教授、熊崎基技術職員、同大学大学院理工学研究科修士課程の和田幸四郎氏(研究当時)、菅野凌氏、木暮蒼真氏らの研究グループおよび理化学研究所光量子工学研究センターの加藤雄一郎チームリーダー(同開拓研究本部 主任研究員)と共同で、高Q値単結晶微小光共振器を用いて生成した20GHzを超える超高繰り返し光周波数コム(マイクロ光コム)を連続的かつ広範囲に制御する手法を開発しました。

直径数ミリメートル以下の高Q値微小光共振器を用いて発生される光周波数コムはマイクロ光コムとよばれ、小型かつ省エネルギー動作が可能な次世代型の光周波数コム光源として数々の応用が期待されています。しかし、その一方で発振器となる共振器素子の小ささゆえに性能の緻密な制御が難しいという課題がありました。本研究では、帰還回路を用いた光周波数の高速制御技術と共振器材料固有の熱物性を効果的に利用することで、マイクロ光コムの光スペクトルと出力パワーを広範囲において精密にチューニングできることを示しました。この成果は将来の精密分光や低雑音マイクロ波発生源への応用に向けた重要な指針となることが期待されます。

本研究成果は2023年1月10日(日本時間)に、英国科学誌のオンライン版 Communications Physics にて公開されました。

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