モードホップフリーファイバレーザを用いたCs光原子時計

摘要

近年、時間あるいは周波数標準信号を光ネットワークを介して配信する技術が、周波数標準や計測の分野で注目を集めている。我々はこのような遠隔配信を目的とした光標準信号源として、再生モード同期ファイバレーザと光励起Csガスセルを組み合わせたCs光原子時計の開発に取り組んできた。このCs光原子時計は繰り返しがCs遷移周波数9.1926GHzに同期した1.55μm波長帯のトランスフォームリミットなピコ秒パルスを出力することができる。しかし、再生モード同期ファイバレーザの発振縦モードがホップしてしまうため、これまでCs光原子時計から出力される光パルス信号の光周波数の制御は困難であった。そこで本研究では、Cs光原子時計を構成するレーザ共振器内にエタロン素子を挿入することによりCs光原子時計のモードホップフリー動作に成功したので報告する。%Recently, delivery technique of standards through optical fiber networks has been receiving a lot of attention with respect to their application to frequency standard and measurement. As such optical signal source, we have developed a Cs optical atomic clock that uses a regeneratively mode-locked fiber laser (MLFL) as a microwave oscillator and an optically pumped Cs gas cell as a frequency standard. The Cs optical atomic clock can emit stable transform-limited picosecond pulses with a repetition rate of 9.1926 GHz (Cs resonance). However, it was difficult to control the optical frequency of the optical output pulse from the Cs atomic clock because of the MLFL mode-hopping. In this work, we achieved mode-hop-free Cs optical atomic clock by inserting an etalon in the MLFL.