매우 안정적이고 손바닥 크기의 소형 라이트닝 바카라 시계를 개발했습니다

국립 연구 연구소 선진 산업 과학 및 기술 연구소 [Nakabachi Ryoji 의장 (이하 AIST”라고 불림), 물리 측정 표준 연구 부서 [연구 부서 Fujima Ichiro], 고주파 표준 연구 그룹, Yanagimachi Shinya, Goka Sygoco, Shigooshi,, Shigooshi, 및 Shigooshi, 및 Shigooshi, Shigooshi, 및 System Design, Ricoh Co, Ltd작은 라이트닝 바카라 시계

라이트닝 바카라의 고유 주파수에 대한 정보를 얻기 위해 작은 라이트닝 바카라 시계에 대한 일관된 모집단 포획(CPT : 일관된 인구 포획) 공명|라는 빛과 라이트닝 바카라 사이의 상호 작용에서 파생 된 공명 현상을 이용하는 것이 일반적입니다 그러나, 장기 시간 및 주파수 안정성은 광 이동의 변동으로 인한 주파수 변동에 의해 제한되었다 이번에는 세슘 (CS)의 작은 라이트닝 바카라 시계의 중요한 부분 인 표면-방출 레이저 (vcsel : 수직 공동 표면 방출 레이저)의 변경 사항에 중점을 둡니다Light Shift흔들리고 흔들리는 기술을 개발하고 매우 안정적이고 작은 라이트닝 바카라 시계를 달성했습니다 매우 안정적인 라이트닝 바카라 시계는 IoT 네트워크를 통해 원활한 데이터 수집에 기여할 것으로 예상됩니다 결과에 대한 자세한 내용은 2020 년 3 월 10 일 American Physics Association의 Academic Journal을 참조하십시오응용 물리학 편지에 게시 될 예정입니다

이 결과는 New Energy and Industric 및 Industrial 기술의 국가 연구 개발 기관 (NEDO)이 의뢰 한 연구 작업의 결과로 얻어졌습니다 (이하 "NEDO")

막대한 양의 데이터에서 새로운 결과를 발견하는 빅 데이터를 수집, 분석 및 활용하려는 노력은 본격적으로 시작됩니다 지금까지 주요 초점은 고객 구매 및 검색 기록과 같은 사람들로부터 얻은 정보를 사용하는 데 중점을 두었습니다 최근에, 전력 절약 와이드 지역 네트워크와 같은 저전력 통신 기술의 개발로, 우리는 정보가 다양한 비인간적 인 것들로부터 전송되는 본격적인 IoT 시대로 향하고 있으며, 이로부터 얻을 새로운 지식을 기대하고 있습니다 그러나 정보가 수반되는 시간 정보가 부정확 한 경우 데이터 분석의 노이즈가 발생하고 정확한 시간 정보의 중요성이 증가하고 있습니다 지금까지 시간 정보는글로벌 내비게이션 위성 시스템에 의존했지만, 라디오 방해 및 사칭을 통해 정보 변조로 인한 시간으로 인한 취약성이 지적되었다 IoT 장치에 작고 안정적인 라이트닝 바카라 시계가 장착 될 수 있다면 IoT 장치에서 사용하는 시간의 정확성을 자율적으로 진단하고 수정하여 글로벌 내비게이션 위성 시스템에 문제가 된 안전을 보장 할 수 있습니다

AIST는 1970 년 이후 CS 라이트닝 바카라 시계의 연구 및 개발 작업을 해왔습니다 현재 "1 초"는CS Atom의 고유 주파수와 관련된 기간으로 정의되며 AIST는 국제 라이트닝 바카라 시간 (2003 년 6 월 9 일 발표 된 AIST Press,AIST 오늘 2011 년 8 월 문제) 최근 몇 년 동안, 글로벌 내비게이션 위성 시스템에 의존하지 않고 실험실 외부의 환경에서 쉽고 정확하게 일치하는 시간 정보의 기술 요구를 충족시키기 위해 작은 라이트닝 바카라 시계가 개발되었습니다 NEDO의 "인프라 유지 관리 및 관리 및 업데이트를위한 사회적 문제에 대한 시스템 개발 프로젝트"에서 회사는 2015 년 무선 센서 터미널에 설치할 수있는 소규모 라이트닝 바카라 시계를 개발하기 시작했으며 전력 소비를 줄이기위한 기술을 확립했습니다 (AIST Press 발표 된 2019 년 2 월 19 일)

일반적으로 작은 라이트닝 바카라 시계를 구동하려면 양자 간섭 효과의 유형 인 CPT 공명이 사용됩니다 주파수 변조는 반도체 레이저 인 VCSEL에 적용되며 CST 공명은 출력 2 주파수 레이저 빔과 CS 라이트닝 바카라가의 상호 작용에 의해 생성된다 이 과정에서 광 시프트가 발생하여 CS 라이트닝 바카라가 고유 주파수에서 변동을 일으켜 작은 라이트닝 바카라 시계의 장기 안정성을 방해합니다

이번에는 VCSEL 진동 파장의 연령 관련 변화가 광 시프트의 변동에 관여한다고 정량적으로 설명했습니다 그러나, 광 변동의 변동을 직접 억제하면 전력 소비가 증가합니다 따라서 반도체 레이저의 기본 방정식을 기반으로, VCSEL 진동 파장이 시간이 지남에 따라 변화하는 경우에도 CS 라이트닝 바카라의 고유 주파수를 변경하지 않는 구동 방법을 사용합니다제로 크로스 메소드| 작은 라이트닝 바카라 시계에 고안되어 적용되었습니다 (그림 1)

11312_11421⁶sec) 인 경우 기존의 작은 라이트닝 바카라 시계보다 100 배 더 안정적인 달성을 성공적으로 달성하는 것이 성공적이었습니다 (그림 2)

앞으로, 우리는 작은 라이트닝 바카라 시계의 안정성을 더욱 향상시키기 위해 연구 개발을 계속할 계획입니다

◆ 작은 라이트닝 바카라 시계

라이트닝 바카라 시계는 일반 시계에서 사용되는 결정 발진기의 주파수와 함께 라이트닝 바카라와 전자기파 사이의 공명 현상에 나타나는 공명 주파수와 관련된 클럭입니다 따라서 일반적인 시계보다 더 안정적 인 시계 장치를 실현할 수 있습니다 작은 라이트닝 바카라 시계에서 공명 현상을 얻는 데 필요한 장치는 포장 기술을 사용하여 양자 섹션에 통합됩니다 양자 섹션은 히터 및 온도 측정 요소, 표면 방출 레이저 요소 (VCSEL), CS 라이트닝 바카라를 함유하는 가스 셀, 광 검출기 등으로 구성된 온도 제어 메커니즘을 포함한다[참조로 돌아 가기]

◆ CPT 공명

CPT (일관성 집단 포획)는 양자 간섭 효과의 한 유형이며 라이트닝 바카라와 전자기파 사이의 공명 현상입니다 CS 라이트닝 바카라에 빛이 조사 될 때, 흡수는 정상적으로 발생하고 전달 된 빛의 양은 감소합니다 두 유형의 주파수의 빛이 조사 될 때, 이들 조명 사이의 주파수 차이가 CS 라이트닝 바카라의 고유 주파수와 일치하면, 빛을 흡수하지 않는 양자 중첩 상태는 CS 라이트닝 바카라 내에서 발생하여 빛 흡수의 양, 즉 전달 된 양의 양이 감소합니다 이전에, 라이트닝 바카라 시계는 공명 현상을 사용했기 때문에 크고 CS 라이트닝 바카라 및 전자 레인지 (파장 3cm)와 직접 상호 작용하지만 CPT 공명을 사용하면 공명 현상이 1 μm 미만에서 공명 현상을 유발하여 작은 라이트닝 바카라 시계에 필수적인 기술을 만듭니다[참조로 돌아 가기]

◆ 조명 이동

이 현상은 양자 역학에 기초하여 발생하는 라이트닝 바카라의 에너지 수준의 변화 (이동)와 관련이 있습니다 CPT 공명을 생성하기 위해, CS 라이트닝 바카라는 레이저 광으로 조사되고, 빛의 전기장 성분 (광전장)과 라이트닝 바카라 사이의 상호 작용이 이용된다 일반적으로, 광전자 필드의 CS 라이트닝 바카라는 전하 분포에서 편향되며, 더욱 충전 분포 바이어스의주기적인 변화를 초래한다 결과적으로, 라이트닝 바카라의 에너지 수준이 변화하고 CS 라이트닝 바카라의 고유 주파수의 변화가 관찰된다 이러한 방식으로 나타나는 CPT 공명의 공명 주파수의 변화를 빛의 시프트라고합니다[참조로 돌아 가기]

◆ vcsel

vcsel (수직 표면 방출 레이저)은 기판 표면에 수직 인 레이저 빔을 방출하고 반도체 레이저의 한 유형입니다 이 레이저는 빛을 제한하는 반도체 장치의 부피가 작기 때문에 전류로 인한 변조 대역이 넓고 레이저 진동 파장에서 예측할 수없고 의도하지 않은 불연속 변화는 거의 없습니다 또한 소형 라이트닝 바카라 시계에 설치하면 임계 전류가 낮고 전력 절약 작동이 가능합니다[참조로 돌아 가기]

◆ 글로벌 내비게이션 위성 시스템

GPS (미국), Glonass (러시아), 갈릴레오 (유럽) 및 준 제방 위성 (일본)과 같은 위성 포지셔닝 시스템의 일반적인 용어 인공 위성의 전파는 수신기를 배치하고 시간을 수정하는 데 사용될 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ CS Atom Eigenfrequency

CS 라이트닝 바카라의 접지 상태는 주파수가 약 92GHz 인 마이크로파에 해당하는 에너지 레벨 구조를 가지며 라이트닝 바카라 시계에 대한 참조로 사용됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ Zero Cross Method

vcsel 진동 파장이 시간이 지남에 따라 변화하더라도 CS 라이트닝 바카라의 고유 주파수를 변경하지 않고 작은 라이트닝 바카라 시계를 구동하는 기술입니다[참조로 돌아 가기]