Research for Rb-Cs molecules toward EDM measurement

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K04973
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 本多 和仁 静岡大学, 教育学部, 准教授 (70408706)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: セシウム原子 / ルビジウム原子 / レーザー冷却 / Nd:YVO4レーザー光源 / 波長安定化 / 波長固定 / モード制御

Outline of Annual Research Achievements

これまでに光ピンセットに用いるNd:YVO4レーザー光源を作成し，発振を確認することができた．また，セシウム原子やルビジウム原子の磁気光学トラップに成功している．以降の目標はセシウム原子とルビジウム原子を同時にレーザー冷却し，光ピンセットで捕捉することである．しかし，そのためには，まず，光ピンセット用Nd:YVO4レーザー光源では，その波長の長期安定化とモード制御が必要である．そこで，モード制御の方法の一つを試した．一方，セシウム原子とルビジウム原子を同時にレーザー冷却で捕捉するためには，それぞれに用いるレーザー光をふさわしい波長で固定することが必要である．そこで，それぞれの原子の共鳴周波数への波長固定のための負帰還回路と光学装置の設計を進め，信号を得た．本年度はその信号を改善した．

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

本来，ルビジウム原子とセシウム原子の同時トラップを行う予定であった．しかし，光源装置がうまく動作せず，原因究明に時間がかかってしまった．それにより後ろ押しになっていたが，さらにコロナによる人手不足により，実験が進まなかった．

Strategy for Future Research Activity

本年度はセシウム原子－ルビジウム原子の同時トラップやYVO4レーザーの改善を行い，トラップや光強度の最適化などを行う．現在，前年度作成した光周波数安定化装置は1つのレーザーで動作を確認しただけなため，これを磁気光学トラップに必要な4つの半導体レーザーで作動させる必要がある．また，実際に周波数を固定する波長は飽和吸収分光で得られる波長とはずれているため，波長をずらす工夫が必要になる．

Causes of Carryover

理由は計画が遅れていることによる．今後，実験を計画通り進めていけば，繰り越した予算の大半は消費される予定である．次年度は高真空中でのトラップのた
めの半導体レーザーの複製や光学部品などに充てる．