量子干渉効果による小型時計用発振器の高安定化の基礎研究(HS-ULPAC) 2019-2023
* 本研究は、防衛装備庁が実施する安全保障技術研究推進制度JPJ004596の支援を受けたものである。
 
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 防衛装備庁令和元年度安全保障技術研究推進制度(二次募集)において、一般財団法人マイクロマシンセンターが提案した「量子干渉効果による小型時計用発振器の高安定化の基礎研究(HS-ULPAC)」が、44件中5件の採択の中の1件として2019年12月24に採択されました。

 →防衛装備庁令和元年度2次募集の新規採択研究課題
https://www.mod.go.jp/atla/funding/kadai/r01kadai_2.pdf

 本プロジェクトでは、NEDO委託事業(ULPAC)の成果のさらなる高精度化を推進するため、自動車等の移動体及び第5、第6世代の移動通信基地局への搭載を想定し、市販されている測位衛星搭載レベル時計用発振器の性能をほぼ維持したままで、小型・低消費電力化した小型時計用発振器を実現する技術を確立致します。このため、小型時計用発振器の周波数変動要因を基礎から解明するとともに、高安定な小型時計用発振器(High Stability Ultra Low Power Atomic Clock(HS-ULPAC))のプロトタイプを試作して、移動体への搭載環境下で評価・実証致します。期間は2020年3月から2024年3月までの4年1か月です。関係者の方々のご支援・ご協力をお願い致します。

   
研究開発の概念図
 
 HS-ULPACの適用例
 
量子干渉(CPT共鳴)効果を用いた時計用発振器の構造と解明すべき要素課題

 小型時計用発振器の安定性阻害要因としては、面発光レーザ(VCSEL)の光電場と原子の相互作用の結果発生する周波数シフト(ライトシフト)、ガスセルに封入するアルカリ原子とバッファガスの衝突に起因する周波数シフト(バッファガスシフト)、外部磁場とアルカリ原子の磁気モーメントが相互作用することで発生する周波数シフト(ゼーマンシフト)及び各シフトが複合して周波数変動に影響を与える要素等が考えられます。本プロジェクトでは、これら周波数変動要因のメカニズムを根本から解明致します。

   
トピックス&スケジュール
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