2016 Fiscal Year Annual Research Report
Coherent controll in atomic fine structure states by intense THz pulses
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15K17806
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| Research Institution | Aoyama Gakuin University |
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Principal Investigator |
北野 健太 青山学院大学, 理工学部, 助教 (90586900)
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2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | テラヘルツ / プラズマ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、高強度テラヘルツパルスの磁場成分を用いて、気相原子のスピン状態に関する超高速遷移を実現させ、それをコヒーレントにコントロールすることを研究目的としている。特に、アルカリ原子の微細構造をターゲットとしている。昨年は、予備的実験として、二色の色素レーザーをルビジウムセルに照射し、5s-5p-nd(ns)へと励起させ、5pからの蛍光強度のディップを観測することにより、リドベルグ原子数の密度を見積もることに成功した。また、テラヘルツ光源に関しては、パルス面傾斜法を採用することによって、30kV/cm程度のピーク電場強度を得た。今年度は、色素レーザーによる多光子イオン化過程によって生成した電子密度を、テラヘルツパルスを用いて見積もる手法を確立した。具体的には、二色の色素レーザーを照射した後、数nsの時間間隔をおいて、テラヘルツパルスをセル中に同軸に集光させ、セル透過後の時間波形を観測した。5p-nd(ns)の遷移に相当するレーザー強度を上げると、二光子イオン化に伴い、自由電子が生成される。生成した自由電子によって、テラヘルツパルスの時間波形が大きく変調された。次に、テラヘルツパルスに対するプローブ光の時刻を固定しつつ、5p-nd(ns)への遷移に相当する色素レーザーの波長を掃引しながら、テラヘルツパルスの電場強度をモニターすることにより、一連のリドベルグ準位に相当する信号を得た。これらの結果は、本手法が新たな分光手法として有用であることを示している。
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