独立行政法人 産業技術総合研究所 計量標準総合センター イメージ
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  基本単位の標準 ( 長 さ )    
メートルの定義の変遷
 長さの単位メートルは、初め地球の子午線の長さに基づいたメートル原器として実現しました。このメートル原器は、1889年の第1回度量衡総会において国際的に採用されました。その後、1960年にクリプトン86原子のスペクトル線の波長を用いて定義することになりましたが、レーザ技術の発展により、1983年に真空中の光の速さを用いた定義に変更され、より高精度の標準となりました。
長さの定義の変遷
長さの定義の変遷

メートル原器(1889-1960)
メートル原器(1889-1960)
  光周波数コム装置


光周波数コム装置

光周波数コム
光コムイメージ図  モード同期レーザーと呼ばれる超短光パルスレーザーから出力される、広帯域かつ櫛状のスペクトルを持つ光のこと。モード同期レーザーが発生する超短光パルス列は、光周波数コムの模式図にあるように、繰り返し周波数(frep)で決まる間隔を持った細いスペクトル成分(モード)を持つ。このスペクトルの形状がくし(comb)に似ていることから「光周波数コム(comb)」と呼ばれる。繰り返し周波数frepを、協定世界時に同期すれば、光周波数コムを「光周波数のものさし」として用いることができる。
波長
 レーザー光は波であり、そのひと波の長さを波長と呼ぶ。光の速さ、波長、および周波数の間には、速さ=波長×周波数の関係がある。現在の国際単位系(SI)では、真空中での光の速さは定数(299 792 458 m/s)となっている。そのため、光の波長(真空中)は、299 792 458 m/s ÷ 周波数で求められる。「協定世界時に同期した光周波数コム装置」は、正確な周波数を発生し、正確な波長を実現するものである。

回折格子で分光して見られる虹

光周波数コムの模式図




メートルの定義:  メートルは、1秒の 299 792 458 分の 1 の時間に光が真空中を伝わる行程の長さである。(第17回CGPM, 1983)
メートルの定義の補足:  上記の定義は、結果として光の速さを正確に 299 792 458 m/sに固定することである。
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