Development of spectral drill laser and its oscillation frequency measurement

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系であり、位相板を回転させることでスペクトル上の共鳴周波数を連続的かつシームレスに掃引することができる。この時の周波数軸上に等間隔に並ぶ共鳴モードがあたかもドリルの溝の見かけの運動のように動くことが名前の由来である。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。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、共鳴周波数と位相板の回転角の関係を逆に使って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ている。スペクトルドリルレーザーの発振波長を調べるために本研究の最終段階では、光ビート周波数を読み取ることを計画している。そのため、スペクトルドリルレーザー本体の開発、構築と並行して光ビート測定時のリファレンスとなる光源を開発する必要がある。スペクトルドリルレーザーの開発について、初年度はそれぞれの光学素子の導入とそれらを組み合わせた発振実験を行った。一方、リファレンス光源については、初年度は、その構成としてマスターレーザーとなる安定光源、ビート周波数に適合させるための非線形光学効果について検討した。

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系であり、位相板を回転させることでスペクトル上の共鳴周波数を連続的かつシームレスに掃引することができる。この時の周波数軸上に等間隔に並ぶ共鳴モードがあたかもドリルの溝の見かけの運動のように動くことが名前の由来である。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。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、共鳴周波数と位相板の回転角の関係を逆に使って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ている。スペクトルドリルレーザーの発振波長を調べるために本研究の最終段階では、光ビート周波数を読み取ることを計画している。そのため、スペクトルドリルレーザー本体の開発、構築と並行して光ビート測定時のリファレンスとなる光源を開発する必要がある。スペクトルドリルレーザーの開発について、初年度はそれぞれの光学素子の導入とそれらを組み合わせた発振実験を行った。一方、リファレンス光源については、初年度は、その構成としてマスターレーザーとなる安定光源、ビート周波数に適合させるための非線形光学効果について検討した。