2014 Fiscal Year Research-status Report
原子コヒーレンスを用いた線幅１Ｈｚ級レーザーの開発
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25610113
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
鳥井 寿夫 東京大学, 総合文化研究科, 准教授 (40306535)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | レーザー分光 / 周波数安定化 / ストロンチウム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ステンレスハニカムを用いて指向性を高めたストロンチウム原子オーブンを作成した。到達温度は、2.5A（40W）で約600℃であり、これはTinoのグループによる同様の原子オーブン（40Wで450℃）より効率が良い。3Aの電流を流せば、750℃までの温度上昇が可能であるが、この時の真空度はオーブン表面からのアウトガスによって10^-6Torrまで悪化することが分かった。前年度の準備した689nm外部共振器型半導体レーザーを用いて、オーブンから射出されるストロンチウム原子ビームのスピン禁制遷移（1S0－3P1）における飽和分光を行った。原子ビームの光学密度は700℃で約0.1であり、得られたラムディップの幅は1MHz程度であった。これはスピン禁制遷移の自然幅約7KHzより2桁以上太いが、レーザーの注入電流のノイズ（振幅約1nA）が主な原因であることがわかった。注入電流に20MHzの変調を加えることにより、レーザー光の周波数にサイドバンドを発生させ、原子ビームを用いたFM分光を試み、理論通りの分光信号を得ることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
作製した原子オーブンから得られる原子ビームの光学密度が0.1程度に留まってしまったため、レーザー周波数安定化に十分な信号対ノイズ比を持つ分光信号を得られなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
原子ビーム方式による分光を諦め、ヒートパイプ型の分光セルを新たに設計し、作成する。これによって、十分な光学密度が得られたら、周波数変調分光を試み、あられた誤差信号をレーザーにフィードバックしてレーザー周波数安定化を試みる。また、そのためのフォードバック電子回路も設計、作成する。レーザー線幅の評価のために、誤差信号のスペクトル解析を行う。
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| Causes of Carryover |
当初計画していた原子オーブンからの原子ビームでは、十分な光学密度が得られないことが実験でわかり、新たな原子源としてヒートパイプを設計、作成しなければならなくなったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
ストロンチウム原子のためのヒートパイプおよび、そのための真空系を構築するための部品を購入する。また、飽和分光のための若干の光学部品も新たに購入する。
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