レーザークーリングによる不純物分離法の研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650726
• Research Institution: TOHOKU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 佐藤 俊一 東北大学, 素材工学研究所, 助教授 (30162431)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 柴田 浩幸 東北大学, 素材工学研究所, 助手 (50250824)
• Keywords: レーザークーリング / 回折格子 / 半導体レーザー

Research Abstract

レーザークーリングは、原子ビームの持つ運動量を光の吸収放出過程によって減少させる方法で、ほぼ速度ゼロの原子集団を高密度で得ることができると期待されている。これまでは主として、原子の光トラッピングのための予備的冷却方法に用いられてきている。しかしながら、本方法は原子ビームを光の力学的な作用によって運動を制御しているという観点からすると、特定の光波長に共鳴する原子集団を空間的に制御できることを意味しており、新しい不純物分離法の基礎として極めて興味深い現象である。
本研究は、この原子制御法に注目し、新しい素材制製法のひとつとして、レーザークーリングに基づく不純物除去方法の原理的検証を行うものである。具体的には光源の開発と実際のレーザークーリングへの適用、さらに原子速度分布の制御を行うものである。
本年度は研究に必要なレーザー光源として半導体レーザーを用い、外部回折格子あるいは外部制御光による注入同期法を採用してレーザー光源の高性能化を図った。同時に冷却サイクルから漏れ出た原子を再びサイクルに戻すための光源も準備した。レーザー波長を適切に制御することによって、運動制御された原子ビームの速度分布の測定を行い、掃引周波数およびその周波数幅に応じた原子のクーリングが生じていることが観測された。また、レーザー周波数の掃引速度およびクーリング距離と冷却温度との関係を議論した。さらに回折光による原子回折に関して議論し、不純物除去の原理と応用について検討した。

Research Products

• [Publications] S.Sato: "Blue luminescence fom ZnSe crystal excited by mode locked"Electronics Letters. 35・7. 563-564 (1999)
• [Publications] S.Sato: "Single mode operation of broad-area laser at 670nm by …"Optical Review. (to be published).