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2015 Fiscal Year Research-status Report

ボース凝縮体への静止ソリトンの導入とその外場計測への応用

Research Project

Project/Area Number 15K05229
Research InstitutionUniversity of Fukui

Principal Investigator

熊倉 光孝  福井大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30324601)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Keywordsレーザー冷却 / ボース・アインシュタイン凝縮 / 原子操作 / 物質波ソリトン / イメージング
Outline of Annual Research Achievements

今年度は、静止した原子波ソリトンに相当するガウス型の原子数分布の窪みをRb原子の葉巻型ボース凝縮体(BEC)に形成するため、必要なレーザー光源とその入射光学系の開発を行った。Rb原子の共鳴波長(780nm)から短波長側に大きく離調した波長532nmの半導体レーザー励起固体レーザー(出力1.5W)を用意し、BECの中央部から断熱的に原子を排除できるよう、音響光学変調器(AOM)を利用したレーザー光強度のアナログ変調機構を製作した。この光学系では、AOMからの非回折光を再度AOMに往復して通過させたビームを出力光として利用することで、AOMへの入力RFパワーの変化に伴う結晶温度変化によるビーム出射角度の変動を最小化している。BECへの光照射をソリトンの幅である数μmの領域に制限するため、当初、このレーザー光をシリンドリカルレンズを用いて集光することを試みたが、焦点付近での光強度分布を高解像度のCCD素子で測定したところ、AOMを通過させたことによる波面の歪により、焦点以外に無視できないフリンジが発生することがわかった。また、レーザー照射位置もAOMの熱的な変化で僅かながら時間変化することも明らかとなった。そこで、これらの問題を解決するため、レーザー光を幅5μmのスリットに集光し、この透過レーザー光を作動距離の長い縮小レンズ系で再度結像できる光学系を新たに設計し、その光学特性の評価・最適化を現在進めている。以上のように今年度は、今後の研究に用いるレーザー光の発生に関する基本的な実験装置の準備を終え、今後、BECの操作に必要となるレーザービームの精密空間制御に対する技術開発に取り組む基盤を築くことができた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

今後の研究に用いるレーザー光の発生に関する基本的な実験装置の準備を終え、今後、BECの操作に必要となるレーザービームの精密空間制御に対する技術開発に取り組む基盤を築くことができた。

Strategy for Future Research Activity

レーザー光を精密に空間制御してBECに照射する光学系の開発を今後進める。今年度すでにレーザー光をシリンドリカルレンズで集光することによって照射位置の制限を行うことを試みたが、得られた光強度分布は今後の実験には不十分な特性であり、スリットを透過させたレーザー光を縮小して結像する新たな方法について評価を進め、今後の実験に必要な特性を満たすことを目指す。この光学系が実現し次第、BECへの入射を行い、BECの原子密度分布の変化を観測する計画である。

  • Research Products

    (3 results)

All 2015 Other

All Presentation (2 results) Remarks (1 results)

  • [Presentation] CdSe半導体量子ドットのサイズ選択的光励起2015

    • Author(s)
      木南安寿花、大岡謹吾、熊倉光孝
    • Organizer
      2015年度日本物理学会北陸支部定例学術講演会
    • Place of Presentation
      金沢大学角間キャンパス
    • Year and Date
      2015-11-28 – 2015-11-28
  • [Presentation] レーザーアブレーションにより生成した微粒子の超伝導性II2015

    • Author(s)
      鈴木淳平, 高橋佑太, 榎本勝成, 松島房和, 熊倉光孝, 芦田昌明, 森脇善紀
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学千里山キャンパス
    • Year and Date
      2015-09-19 – 2015-09-19
  • [Remarks] 福井大学大学院工学研究科物理工学専攻 量子光学・レーザー分光グループ

    • URL

      http://apphy.u-fukui.ac.jp/~kumakura/lab_index.html

URL: 

Published: 2017-01-06  

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