2002 Fiscal Year Annual Research Report
近接場光を用いた原子の制御・操作法の開発と原子スケールでの加工技術への応用
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12131205
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
伊藤 治彦 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (10270703)
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| Keywords | 原子偏向 / 多重スリット型検出器 / 原子誘導 / 冷却原子ビーム / 原子ファネル / Sisyphus冷却 / 単一原子トラップ / ファイバプローブ |
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| Research Abstract |
(1)近接場光を用いて原子の運動方向を制御する原子偏向実験を進めた。まず、近接場光を用いて制御した原子を検出するためのスリット型原子検出器の高効率化を行った。SOI基板をフォトリソグラフィーと異方性化学エッチングによって加工し、10×100個のスリット(幅200nm)をアレイ配置した。スリットの多重化により1個/秒以上の感度で原子を検出することが可能であると見積もられる。次に、スリット型原子偏向器への冷却原子の誘導を行った。磁気光学トラップで生成した冷却ルビジウム原子を正離調中空光ビームに双極子斥力によって閉じ込めて25cmの距離にわたって効率50%以上でガイドした。二段階光イオン化飛行時間法で評価した偏向器到達時の速度6m/sは偏向実験に使用可能である。
(2)ナノ寸法の近接場光との相互作用に必要な高フラックス冷却原子ビームを形成するための近接場費仮ファネルの実験を進めた。磁気光学トラップと偏向勾配冷却によって9μKに低温度化したルビジウム原子をファネルプリズム内に解放し、下方から照射した正離調光ビームによって誘起した斥力近接場光によって反射するとともに、ポンピング光を照射して基底下準位へ遷移させてSisyphus冷却を起こし底部の微小口から出射させた。出射原子は25cm下方に設けた磁気光学トラップによって積算検出し、蛍光強度計測から1平方cmあたり10万個/秒のフラックス強度を得た。
(3)ファイバプローブのナノ化した先端に誘起した近接場光で単一原子をトラップするための予備実験として、ファイバプローブを用いて冷却原子を分光するための真空実験装置を設計・製作し、ルビジウム原子の分光を開始した。
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[Publications] A.Takamizawa, H.Ito, M.Ohtsu: "Multireflection of Cold Atoms in a Near-Field Optical Funnel"Jpn.J.Appl.Phys.. 41・10. 6215-6218 (2002)
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[Publications] K.Totsuka, H.Ito, M.Ohtsu: "Fluorescence Spectroscopy of Rb Atoms with Two-Color Optical Near Fields for a High-Resolution Slit-Type Detector"IEICE Trans.Electron.. E85-C・12. 2093-2096 (2002)
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[Publications] 伊藤治彦, 戸塚弘毅, 大津元一: "光近接場による原子の偏向と検出"光学. 31・10. 755-757 (2002)
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[Publications] 伊藤治彦: "近接場光を用いた原子の制御・操作"精密工学会誌. 69・2. 183-187 (2003)
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[Publications] 伊藤治彦(分担執筆): "ナノ光工学ハンドブック"朝倉書店. 2.8・11.1 (2002)
