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産総研、非常に安定した手のひらサイズの小型原子時計を開発

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March, 26, 2020, 東京--産業技術総合研究所(産総研)物理計測標準研究部門高周波標準研究グループ 柳町真也 主任研究員は、首都大学東京(首都大)システムデザイン学部電子情報システム工学科 五箇繁善 准教授、株式会社 リコー(リコー)原坂和宏、鈴木暢、鈴木亮一郎と共同で長期的に非常に安定した小型原子時計を開発した。

小型原子時計では原子の固有周波数の情報を得るのに、コヒーレントポピュレーショントラッピング(CPT:Coherent Population Trapping)共鳴という光と原子の相互作用に由来する共鳴現象を利用するのが主流となっている。しかし、長期的な時間・周波数の安定性はライトシフトの揺らぎによる周波数変動によって制限されていた。今回、セシウム(Cs)小型原子時計の重要部品である面発光レーザ(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser)の経年変化に着目し、ライトシフトが揺らぐメカニズムを解明、揺らぎを抑制する技術を開発して、非常に安定した小型原子時計を実現した。高安定な原子時計は、IoTネットワークを通じたシームレスなデータ収集への貢献が期待される。
 今回の成果の詳細は、2020年3月10日に米国物理学協会の学術誌Applied Physics Lettersに掲載された。

(詳細は、https://www.aist.go.jp)