研究グループは、消費電力が極めて低い小型の原子時計(用語1)を開発した。この原子時計は、構成部品のひとつである周波数シンセサイザ(用語2)の消費電力を大幅に削減し、さらに新たな量子部パッケージ(用語3)を用いることで温度制御の効率を向上させ、60mWという低消費電力と15cm3という極小サイズを実現している。測位、新たな衛星ネットワークの実現を大きく加速させる可能性がある。>2019)で発表される。(NEDO)の委託業務の結果得られたものである。開発の背景1927年に正確な時を刻む水晶振動子を用いる時計が発明された。それ以来、この仕組みは腕時計などにも搭載されて普及し、人々がお互いに正確な時刻を共有することが当たり前という社会システムを支える技術的根幹の一つとなっている。得られるとして、汎用な小型原子時計の実現に対する期待が年々高まっている。米国のGPSに代表される衛星測位システムでは、衛星間で時刻同期が必要で、原子時計を用いる事で安定的かつ高精度な測位が可能となる。基地局などの様々な機器で利用できる。ビル屋内、海底、トンネル、橋梁などGPSの届かない場所での大型構造物のモニタリング(高精度計測)に用いる複数センサ間の時刻同期や、複数の人工衛星を使った低軌道衛星コンステレーション(用語4)による地球規模インターネットの実現、自動車や航空機等の移動体における安定的かつ高精度な測位、またそれによる自動運転技術の実現が期待される。従来の原子にマイクロ波を照射する共振器を持つタイプの原子時計では、共振器の大きさでサイズが決まり小型化できない問題点があった。用語5)を用いて、マイクロ波で変調したレーザー光を原子に照射するだけで時間の基準となる正確なマイクロ波周波数の検出が可能となり、これまで数百cm3のサイズだった原子時計を一桁以上小型化することができた。Clock)の開発に成功した(図1)。開発した小型原子時計は、消費電力を大幅に削減しながら、大型の原子時計とほぼ同等の1日で300万分の1秒以下の精度を達成した。(用語6)、周波数シンセサイザ、レーザーのドライバ回路、制御回路、セシウム133原子(用語7)へのレーザー光照射を行う量子部パッケージ(図2)で構成される。CPTを利用した原子時計では、セシウム133原子に2つの周波数のレーザー光を照射する。この2つのレーザー光の周波数差がセシウム133原子に固有の共鳴周波数(9,192,631,770Hz)に一致したときに、検出される光強度が最大となる。校正し、原子時計の基準となる非常に安定した周波数を作りだしている。周波数シンセサイザは、レーザー光の周波数差を0.3mHz以下の非常に細かい周波数ステップで変えるために用いられ、従来、原子時計の構成要素において50mW以上の大きな電力を占める構成部位だった。開発した原子時計は、周波数シンセサイザをCMOS集積回路(図3)で作りこむことで、消費電力を25分の1以下まで削減することに成功、2mWの消費電力を達成した。新たな量子部パッケージの構造を採用し、ヒーターによる温度制御の際に、外部の温度が伝わりにくくなるような隔離機構を設けるとともに、パッケージ内部を金でコーティングした。温度制御の効率を向上させることで、電力を消費しがちなヒーターの消費電力を9mWまで削減した。より長期間での周波数安定性も改善した。従来の周波数標準器では、図4に示すように、消費電力と周波数安定度はトレードオフの関係にあったが、開発した原子時計(ULPAC)は、良好な周波数安定度と低い消費電力を両立しており、サイズも15cm3と非常に小型である。今回、105秒(約1日)の平均化時間で2.2×10-12の長期周波数安定度を達成した。一般的な水晶発振器を搭載した時計と比べ、約10万倍も正確な時計を実現した。機器への組み込みが可能である。貢献すると期待できる。この開発品は、5年後を目途に販売開始を目指す。|リコーグループは、オフィス向け画像機器を中心とした製品とサービス・ソリューション、プロダクションプリンティング、産業用製品、デジタルカメラなどを世界約200の国と地域で提供しています。(2018年3月期リコーグループ連結売上は2兆633億円)。創業以来80年以上にわたり、高い技術力、際立った顧客サービスの提供と、持続可能な社会にむけて積極的な取り組みを行っています。人々の"はたらく"をよりスマートに。リコーグループは、さまざまなワークプレイスの変革をテクノロジーとサービスのイノベーションでお客様とともに実現します。詳しい情報は、こちらをご覧ください。http://jp.ricoh.com/このページの内容は発表時のものです。販売終了になっている商品や、内容が異なっている場合があります。