光ガルバノ二重共鳴効果を利用した光アクティブフィルタの研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06650060
• Research Institution: Tokyo Polytechnic University
• Principal Investigator: 鈴木 正夫 東京工芸大学, 工学部, 教授 (80103159)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西宮 信夫 東京工芸大学, 工学部, 助手 (50208211)
• Keywords: 光アクティブフィルタ / 光ガルバノ効果 / 二重共鳴スペクトル / Krガルバノスペクトル / Xeガルバノスペクトル / GaAs半導体レーザ

Research Abstract

光ガルバノ二重共鳴効果測定システムを構築した。励起レーザには、リング型Ti:サファイアレーザまたはファブリペロ-干渉計に周波数安定化したGaAs半導体レーザを使用し、プローブレーザは注入電流掃引型GaAs半導体レーザを用いて、KrとXeについて二重共鳴効果を測定した。それぞれのレーザは、1.0kHzと1.5kHzの周波数で周波数変調し、同じ方向よりレーザガルバトロンに入射した。本年度は、二重共鳴効果の最適検出条件、周波数選択性やオフレゾナンスの効果について研究した。レーザガルバトロンに試料ガスを1〜2Torr封入し、数mAの放電電流で動作させた。放電電流の変化分のうち2.5kHzの交流成分を位相敏感検波した。Xeについては6P_<12>←6S_<12>→6P_<11>の三準位系により、Krでは5P′_<11>←5S′_<00>の二準位系、及び5P′_<01>←5S′_<01>→5P′_<12>、5S′_<00>→5P′_<01>←5S′_<01>などの三準位系によって、それぞれV-type、Λ-type、N-typeの二重共鳴効果を測定した。検出される信号は、いずれも二次微分信号と等価であって、ライン幅は励起レーザとプローブレーザの実効的なライン幅の和に相当するものであった。結果については、Jpn.J.Appl.Phys.および第55回応用物理学学術講演会で発表した。
XeやKrにおいては同位体効果により異なる核スピンを持ち、エネルギー準位が超微細構造に分裂しているので、この周波数選択性を利用してそれぞれ関連する準位について分裂幅を測定し、電子励起状態の核磁気相互作用定数や核四極子相互作用定数を決定した。励起レーザを励起遷移の付近を±1GHzの範囲で同調するとこれに応じて二重共鳴信号もシフトし同調を取ることができるのだが、中心周波数からシフトするにつれ幅広いスペクトルがバックグランドに現れた。この効果は、スペクトルの形状因子を導出するとき用いた周波数変調幅の無限小近似に起因する問題として考えているが、励起原子に速度変化を与える衝突緩和の問題も無視できないので、衝突緩和のモデルを導入した解析法を検討している。

Research Products

• [Publications] Nobuo Nishimiya: "Optogalvanic Double-Resonance Spectrum of Kr Detected by Using Frequency-Modulated GaAs Semiconductor Lasers" Jpn.J.Appl.Phys.33. 1701-1705 (1994)
• [Publications] Nobuo Nishimiya: "Laser Spectroscopy of the A ^3Π_1←X ^1Σ^+ System of IBr." J.Mol.Spectrosc.(paper accepted).