2014 Fiscal Year Research-status Report
新しいテラヘルツ波源としての冷却リュードベリ原子からの超放射の研究
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26800215
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| Research Institution | Aoyama Gakuin University |
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Principal Investigator |
高峰 愛子 青山学院大学, 理工学部, 助教 (10462699)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 冷却原子 / リュードベリ原子 / 磁気光学トラップ / テラヘルツ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高励起リュードベリ原子はある条件下では隣接準位への遷移確率が高いため超放射を起こし、近年新しい電磁波領域として注目を浴びているテラヘルツ波領域の電磁波パルスを発生させる。室温のリュードベリガスは超放射の波長程度の範囲内でほぼ一様に分布するが、密度分布が一様でない磁気光学トラップ中の冷却リュードベリ原子サンプルでは、冷却リュードベリ原子で支配的に働く原子間相互作用のために超放射を観測することが原理的に難しいが、最近、冷却原子サンプルの大きさが超放射波長の半整数倍という、Dicke条件を満たしていない状況での冷却リュードベリ原子からの超放射が観測された。ただしその先行研究では、原子サンプルの大きさによる制限のために、超放射観測できる準位(すなわち同時にその波長)が限られていた。本研究はこのモードマッチング条件を満たす領域を拡大し系統的かつ詳細に調べるために従来よりも大きい冷却リュードベリ原子からの超放射を観測することを目的とする。
本年度は予定通り、冷却原子トラップ領域拡大のためのハイパワーレーザー光学系を作製した。まず、既に所有していたDFBレーザーから得られる光を一部周波数ロックのための偏光分光系へ分け、残りをテーパーアンプの入力ファイバーへと入力し、ハイパワーのレーザー光を得た。ただしテーパーアンプ出射そのままの光はASEを含み磁気光学トラップには使えないので、偏光保持ファイバーを通し、その後得られるシングルモードのレーザー光を磁気光学トラップチャンバーへ送り、従来よりも3倍程度の大きさの冷却原子雲の観測に成功した。また、磁場勾配を変化させることでその半径が系統的に変わることを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は予定通り冷却原子雲の大きさを拡大することに成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度はリュードベリ励起レーザー光を照射することで従来よりも半径の大きい冷却リュードベリ原子サンプルを生成し、そこからの超放射の系統的な観測および原子間相互作用の影響を調査する。
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| Causes of Carryover |
本年度の残額が少なく、適切に購入できる物品がなかったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度購入予定の光学部品購入代の一部として使用する。
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