半導体レーザの発振周波数安定化時における各部位での温度コントロールの周波数安定度への影響(光・電子デバイス実装,デバイス技術,及び一般)  [in Japanese] Influence on the frequency stability from temperature controls at several points in our frequency stabilization of a semiconductor laser  [in Japanese]

半導体レーザはその発振周波数を安定化することで,レーザ干渉計を利用した精密な計測装置や波長多重分割方式を利用した大容量光通信の光源に応用することができる.レーザ干渉計の応用例として,双子衛星間で構成したレーザ干渉計を用いて重力場の変動を衛星間の相対速度の変動として検出し,地球環境を計測することが挙げられる.その干渉計の光源に要求される周波数安定度は10^<-13>以下である.この干渉計の光源に半導体レーザを用いれば装置を小型,軽量,長寿命,低消費電力にできる.そこで我々は,半導体レーザの発振周波数を外部周波数基準としての原子の吸収線とファブリ・ペローエタロンの特徴,すなわち吸収線の長期の安定度とエタロンの短期の安定度と広い周波数範囲に渡る調整性を組み合わせて安定化を行っている.今回の実験では,レーザマウントの温度制御の精度を向上させることで安定度を9×10^<-13>まで向上させることに成功した.

Semiconductor lasers used as light sources for satellite-to-satellite tracking interferometers measure fluctuations in earth's gravitational field, accurately gauging infinitesimal variations in the relative velocities of satellites flying in tandem, at better than 10nm/s ; a feat that requires frequency stability better than 10^<-13> in the square root of Allan variance σ. Having stabilized semiconductor lasers' frequencies to external Fabry-Perot etalon- and atomic absorption line- references, we are able to take maximum advantage of the Fabry-Perot etalon's short-term stability and the Rb absorption line's stability over the long term, to create a robust, frequency-stabilized semiconductor laser system. We obtained the stability 9×10^<-13> by improving the temperature stability of our laser mount.