高安定原子時計のための冷却原子とイオンの相互作用の研究

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21560050
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 渡部 謙一 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 計測標準研究部門, 主任研究員 (50358389)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高見澤 昭文 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測標準研究部門, 研究員 (50462833) ; 保坂 一元 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測標準研究部門, 主任研究員 (50462859)
• Keywords: イオントラップ / 冷却原子ビーム / 実用原子時計

Research Abstract

冷却原子とイオンの相互作用によるイオン冷却と状態選択・状態検出を採用した、従来の水素メーザーなどに置き換わる全く新しい実用原子時計の開発を行うため、今年度は冷却原子ビームおよびイオントラップ装置の設計製作を行った。
1.冷却原子ビームの生成
高フラックスかつ低速度の冷却ビームを生成するための真空チャンバの設計・製作を行った。また、原子ビームの減速・冷却を行うための外部共振器半導体レーザーおよびその出力を100mW以上に増幅するテーパー増幅器の整備を行った。
2.イオントラップの開発
多数のイオンを軸上にトラップできるリニアトラップおよびそれを収納するための真空槽の設計・製作を行った。イオンとの荷電交換によりイオン化された原子を検出するために、イオントラップの周辺に二次電子増倍器を配置した。また、原子をイオン化するためのオーブン、電子銃を開発した。イオンをトラップするための電極は、閉じこめられるイオンの分布を変化させることができるように、4重極、8重極、16重極と複数の方式のトラップが可能な構造とした。時計遷移を観測するために、真空チャンバ内にホーンアンテナによりのマイクロ波を照射できるような構造とした。