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サイエンス · 公開日

NIST研究者、かさばる実験装置を必要としないマイクロチップ周波数コムを発表

NISTによると、このマイクロチップ周波数コムは二つのレーザーを使用しており、GPSが利用できない場合や妨害されている場合にナビゲーション信号を提供できる、超高精度なモバイル計時の実現に役立つ可能性があるという。

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米国国立標準技術研究所(NIST)とその共同研究者らは、光のメジャーのように働く小型デバイス、マイクロチップ周波数コムを作る新しい方法を発表した。同研究所によると、従来の設計とは異なり、このデバイスはかさばる実験装置を必要とせずに高品質な光学測定を行える。

周波数コムは、正確で等間隔な色のスペクトルを生み出す。これらは定規の目盛りのように働き、光の周波数を並外れた精度で測定することを可能にする。

このようなコムは、極めて正確な時刻信号を生み出す光原子時計に欠かせない部品である。NISTによれば、この新しいデバイスは超高精度なモバイル計時に革命をもたらす可能性がある。それによって、GPSが利用できない、または妨害されている場合に、ドローン、自動車、潜水艦などの機器に不可欠な航法信号を提供できるようになる。

同研究所は、モバイル光時計は計時以外にも、軍事航法や石油・ガス・鉱物の探査など、多くの用途に使える可能性があると述べた。

新しい手法では、NISTと、NISTとメリーランド大学の研究パートナーシップであるJQIの科学者が、二つのレーザーの光をマイクロ共振器と呼ばれる小さなリングの周囲に送り込む。光は自らと相互作用し、等間隔の目盛りを持つコムを生み出す。

従来の手法では単一のレーザーを使用していた。研究者らによると、それらの手法では安定した高品質な目盛りを生成するために、電力消費の大きい追加機器が必要だったが、二つのレーザーを用いる手法ではこの問題を回避できる。

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