第 5 章 結論
5.2 今後の展望
本研究ではアルカリ原子に85
Rb
を用いたが、同じくガスセルに含まれてい る87Rb
を用いた実験も行う必要がある。87Rb
は85Rb
より安定度が優れている ため、より良好な結果が期待できる。その他の⾧期安定度向上策として、専用 ガスセルホルダの製作、より高精度な室温制御を行う必要がある。その際、箱 内のヒーターで発生する磁場の影響も考慮しなければならない。また本研究で はRF
設定周波数を変更・記録することで測定を行ったが、設定周波数を固定 し周波数カウンタでの記録による測定を行い、アラン標準偏差を用いた安定度 評価が必要である。52
参考文献
[1] N. Castagna, R. Boudot, S. Guérandel, E. Clercq, N. Dimarcq and C. Clairon, "Investigations on continuous and pulsed interrogation for a CPT atomic clock," IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control, vol. 56, no. 2, pp. 246-253, 2009.
[2] M. Zhu and L. Cutler, "Theoretical and experimental study of light shift in a CPT-based Rb vapor cell frequency standard," in Proceedings of 32nd Annu. Precise Time and Time Interval Systems and Applications Meeting, 2001.
[3] 一般財団法人マイクロマシンセンター, "センサ端末用原子時計(ULPAC)の研究開発
の概要," [Online]. Available: http://www.mmc.or.jp/research/ulpac/. [Accessed 2018].
[4] 五箇繁善, "チップスケール原子時計の最新の展望:—正確な時計により広がるアプリ ケーション—," 電気学会誌, vol. 135, no. 10, pp. 701-704, 2015.
[5] S. Knappe, "MEMS Atomic Clocks," in Comprehensive Microsystems, vol. 3, Elsevier Ltd., 2008, pp. 571-612.
[6] 梶田雅稔, 小山泰弘 and 細川瑞彦, "時間周波数標準の計測と評価の基礎時空標準特集
–日本標準時の高度化," 情報通信研究機構季報, vol. 56, no. 3, pp. 3-15, 2010.
[7] 福田京也, "CPTを用いた超小型周波数標準," レーザー研究, vol. 35, no. 4, pp. 222-227,
2007.
[8] J. Vanier and C. Audoin, The quantum physics of atomic frequency standards, vol. 1, Hilger Bristol, 1989.
[9] S. Knappe, R. Wynands, J. Kitching, H. G. Robinson and L. Hollberg, "Characterization of coherent population-trapping resonances as frequency references," Journal of the Optical Society of America B, vol. 18, no. 11, pp. 1545-1553, 2001.
[10] R. Lutwak, D. Emmons, T. English and W. Riley, "The chip-scale atomic clock-recent development progress," in Proceedings of 35th Annu. Precise Time and Time Interval Systems and Applications Meeting, 2004.
[11] C. Andreeva, G. Bevilacqua, V. Biancalana, S. Cartaleva, Y. Dancheva, T. Karaulanov, Marinelli, E. Mariotti and L. Moi, "Two-color coherent population trapping in a single Cs hyperfine transition, with application in magnetometry," Appl. Phys. B, vol. 76, pp. 667-675, 2003.
[12] A. Nagel, S. Brandt, D. Meschede and R. Wynands, "Light shift of coherent population trapping resonances," Europhysics Letters, vol. 48, no. 4, p. 385, 1999.
[13] V. Gerginov, S. Knappe, V. Shah, P. D. Schwindt, L. Hollberg and J. Kitching, "Long-term frequency instability of atomic frequency references based on coherent population trapping and microfabricated vapor cells," Journal of the Optical Society of America B, vol. 23, no. 4, pp.
593-597, 2006.
[14] O. Kozlova, J. M. Danet, S. Guérandel and E. de Clercq, "Limitations of longterm stability in a coherent population trapping Cs clock," IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 63, no. 7, pp. 1863-1870, 2014.
[15] C. Affolderbach, C. Andreeva, S. Cartaleva, T. Karaulanov and G. Mileti, "Light-shift suppression in laser optically pumped vapour-cell atomic frequency standards," Applied Physics B, vol. 80, no. 7, pp. 841-848, 2005.
[16] M. Arditi and T. R. Carver, "Pressure, Light, and Temperature Shifts in Optical Detection of 0-0 Hyperfine Resonance of Alkali Metals," Physical Review, vol. 124, no. 3, pp. 80-00-0-80-09, Nov.
1961.
[17] 池上健, "CPT を利用した小型原子時計開発の世界的動向," マイクロメカトロニクス,
53 vol. 52, no. 199, pp. 77-91, 2008.
[18] J. Vanier, "Atomic frequency standard". US Patent 6,320,472, 20 Nov. 2001.
[19] O. Kozlova, R. Boudot, S. Guérandel and E. de Clercq, "Temperature dependence cancellation of the Cs clock frequency in the presence of Ne buffer gas," IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 60, no. 7, pp. 2262-2266, 2011.
[20] O. Kozlova, S. Guèrandel and E. de Clercq, "Temperature and pressure shift of the Cs clock transition in the presence of buffer gases: Ne, N2, Ar," Physical Review A, vol. 83, no. 6, p.
062714, 2011.
[21] D. A. Steck, "Alkali D Line Data," [Online]. Available: http://steck.us/alkalidata/. [Accessed 2018].
[22] 原坂和宏, 本村寛, 鈴木亮一郎, 原敬, 鈴木暢, 伊藤彰浩, 庄子浩義, 佐藤俊一, 矢野雄
一郎 and 五箇繁善, "チップスケール原子発振器(CSAC)用894.6nm VCSEL," in 電子情
報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 基礎・境界, 2013.
[23] S. Abdullah, C. Affolderbach, F. Gruet and G. Mileti, "Aging studies on micro-fabricated alkali buffer-gas cells for miniature atomic clocks," Applied Physics Letters, vol. 106, no. 16, 2015.
54
業績
国際学会・ポスター発表・査読あり
Yota Furuse, Yuji Kase and Shigeyoshi Goka, “Frequency Drift Detection Method Using Dual Alkali Gas for Coherent Population Trapping Atomic Clocks”, 2017 Joint Conference of the European Frequency and Time Forum and IEEE International Frequency Control Symposium, Micropolis Conference Center, Besançon, France, 2017年7月
国内学会・口頭発表・査読なし
柳沢俊一,古瀬陽太,五箇繁善,“超小型原子時計に適用可能なバッファガス圧推定 法”,電子回路研究会,情報通信研究機構 本館4F国際会議室,東京都小金井市,
2016年9月
古瀬陽太,柳沢俊一,五箇繁善,“Cs + 85Rbのデュアルガスを用いたガスセル型原子時 計の周波数補正”,EMデバイス・システムの新技術調査専門委員会および超精密周波 数計測、比較を目指す未来型回路技術調査専門委員会,登別市民会館,北海道登別 市,2016年12月