全光学駆動による光ヘテロダイン計測用Nd:YAG微小レーザの開発と光計測への応用

本研究では光ヘテロダイン干渉計測法に用いられる新しいタイプの光源として、Nd:YAGマイクロチップレーザ(MCL)について研究を行った。励起光源であるLD光とMCLチップは全てファイバ結合励起で構成した。指向性のよい発振光は出力1mW、単一軸モードで、直交直線2周波光を発生した。出力光を偏光子で干渉させたときのビ-ト周波数は100MHz程度、偏光消光比は-40dB以下である。このビ-トは1.荷重特性:約0.1MHz/gw2.温度特性:2MHz/deg(ビ-ト)、0.02nm/deg(レーザ発振周波数)といった特性を持つ。これらの性質を利用し、励起用とは別のLDを照射し光学的な熱歪みを生じさせることでビ-ト周波数の安定化を行った。発生するビ-ト周波数を周波数カウンタで読み、設定周波数との差信号を加熱用LDドライバにフィードバックすることで、フリーランニング時で生じるビ-ト周波数のドリフト、突発的なビ-ト信号の消滅が除去でき、【plus-minus】1MHzの安定化が達成できた。またビ-トの発生要因について検討を行い、MCLで観測される100MHzのビ-トは2.7x10の-3乗の位相異方性に対応することがわかっ開発したMCLは遠隔制御によってその場発振ができるので、これをヘテロダイン干渉ファイバセンサに応用すると、所望の計測点においてクロストークと光路差のほとんどない2周波光を利用できる。この応用例として、マイケルソン型干渉計で構成される変位計測の実験を行い、干渉計の一方の腕のミラーを取り付けたスピーカを動かしたときの変位の測定から、本センサシステムはnm精度の精密な変位計測を実現しうることがわかった。

本研究では光ヘテロダイン干渉計測法に用いられる新しいタイプの光源として、Nd:YAGマイクロチップレーザ(MCL)について研究を行った。励起光源であるLD光とMCLチップは全てファイバ結合励起で構成した。指向性のよい発振光は出力1mW、単一軸モードで、直交直線2周波光を発生した。出力光を偏光子で干渉させたときのビ-ト周波数は100MHz程度、偏光消光比は-40dB以下である。このビ-トは1.荷重特性:約0.1MHz/gw2.温度特性:2MHz/deg(ビ-ト)、0.02nm/deg(レーザ発振周波数)といった特性を持つ。これらの性質を利用し、励起用とは別のLDを照射し光学的な熱歪みを生じさせることでビ-ト周波数の安定化を行った。発生するビ-ト周波数を周波数カウンタで読み、設定周波数との差信号を加熱用LDドライバにフィードバックすることで、フリーランニング時で生じるビ-ト周波数のドリフト、突発的なビ-ト信号の消滅が除去でき、【plus-minus】1MHzの安定化が達成できた。またビ-トの発生要因について検討を行い、MCLで観測される100MHzのビ-トは2.7x10の-3乗の位相異方性に対応することがわかっ開発したMCLは遠隔制御によってその場発振ができるので、これをヘテロダイン干渉ファイバセンサに応用すると、所望の計測点においてクロストークと光路差のほとんどない2周波光を利用できる。この応用例として、マイケルソン型干渉計で構成される変位計測の実験を行い、干渉計の一方の腕のミラーを取り付けたスピーカを動かしたときの変位の測定から、本センサシステムはnm精度の精密な変位計測を実現しうることがわかった。