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Engineering of superradiance of laser-cooled trapped ions

Research Project

Project/Area Number 15K05239
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Atomic/Molecular/Quantum electronics
Research InstitutionNational Institute of Information and Communications Technology

Principal Investigator

Hayasaka Kazuhiro  国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所量子ICT先端開発センター, 研究マネージャー (10359086)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywordsイオントラップ / 共振器量子電磁力学 / 超放射 / 光時計 / 共振器電磁量子力学
Outline of Final Research Achievements

Precise optical frequencies can be derived from laser-cooled ions in ion traps. The single-ion optical clock exploits this feature. However, the strategy for extending it to multiple-ion versions to improve the performance has not been known until recently. We have shown theoretically and experimentally that such extensions are feasible with implementations such as the superradiant ion clock using thousands of ions and multi-ion clock based on tens of ions. These new clocks will lead to higher precision of the GPS system and faster transfer rates of optical communications in future.

Report

(4 results)
  • 2017 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2018 2017 2016 2015

All Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 3 results)

  • [Presentation] Characterization of a planar trap fabricated on a SiO2 substrate2018

    • Author(s)
      M. Nakamura, K. Hayasaka, K. Furusawa, I. Morohashi, N. Sekine, T. Mukaiyama, U. Tanaka
    • Organizer
      The 10th International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Generation of anharmonic potential for isospaced ionstrings with a planar trap2018

    • Author(s)
      M. Kitao, K. Hayasaka, T. Mukaiyama, U. Tanaka
    • Organizer
      The 10th International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 複数イオンによるイオン光時計の高安定化2018

    • Author(s)
      早坂和弘
    • Organizer
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] プレーナートラップでのCa+イオン等間隔配列動作2018

    • Author(s)
      北尾 政義、早坂 和弘、向山 敬、田中歌子
    • Organizer
      日本物理学会第73回年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Si系基板プレーナートラップの特性評価II2018

    • Author(s)
      中村 充宏、早坂 和弘、古澤 健太郎、諸橋 功、関根 徳彦、向山 敬、田中 歌子
    • Organizer
      日本物理学会第73回年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Collective Coupling of Trapped Ions to a High-Finesse Cavity toward Superradiant Lasing2017

    • Author(s)
      K. Hayasaka, M. KItao, U. Tanaka
    • Organizer
      The 24th General Congress of International Commission for Optics
    • Place of Presentation
      京王プラザホテル(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2017-08-21
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Collective Coupling of Trapped Ions to a High-Finesse Cavity toward Superradiant Lasing2017

    • Author(s)
      K. Hayasaka, M. Kitao, U. Tanaka
    • Organizer
      The 24th General Congress of International Commission for Optics
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 複数個Ca+への時計レーザー周波数ロック2017

    • Author(s)
      早坂 和弘
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] マルチウェル型プレーナートラップの開発2017

    • Author(s)
      田中 歌子、古澤 健太郎、諸橋 功、関根 徳彦、早坂 和弘
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 等間隔イオン配列を実現する矩形電極配列プレーナートラップ2017

    • Author(s)
      北尾 政義、早坂 和弘、向山 敬、田中 歌子
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Si系基板プレーナートラップの特性評価2017

    • Author(s)
      中村 充宏、早坂 和弘、古澤 健太郎、関根 徳彦、向山 敬、田中 歌子
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] New Approaches to the Optical Clock with Trapped Ions2017

    • Author(s)
      K. Hayasaka
    • Organizer
      1st Asia-Pacific Workshop on Trapped Quantum Systems
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Generation of isospaced ion strings using a planar trap2017

    • Author(s)
      Utako Tanaka, Kengo Masutani, Masayoshi Kitao, Kazuhiro Hayasaka
    • Organizer
      9th International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms
    • Place of Presentation
      京都大学 桂キャンパス(京都府京都市)
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 光通信波長帯光源の第二高調波によるCa+時計遷移励起2017

    • Author(s)
      早坂和弘
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学 豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 光共振器を用いた等間隔イオン配列プレーナートラップの性能評価法の検討2017

    • Author(s)
      北尾政義、増谷賢吾、早坂和弘、田中歌子
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学 豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] プレーナートラップを用いた40Ca+イオンの二次元配列への拡張2017

    • Author(s)
      紙谷和彦、早坂和弘、古澤健太郎、関根徳彦、田中歌子
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学 豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 等間隔イオン配列のための環状電極配置プレーナートラップ2016

    • Author(s)
      増谷 賢吾、田中 歌子、早坂 和弘、占部 伸二
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-22
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 蓄積イオンの量子状態制御とその応用2016

    • Author(s)
      早坂 和弘
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 超放射観測に向けたCaイオン準安定状態の寿命測定2016

    • Author(s)
      早坂和弘
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学 角間キャンパス(石川県金沢市)
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] オントラップ光時計の現状と未来2015

    • Author(s)
      早坂 和弘
    • Organizer
      応用物理学会・量子エレクトロニクス研究会
    • Place of Presentation
      東京大学山中寮内藤セミナーハウス(山梨県南都留郡山中湖村)
    • Year and Date
      2015-12-19
    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 40Ca+イオンの等間隔配列を実現するプレーナトラップの設計2015

    • Author(s)
      増谷賢吾、田中歌子、早坂 和弘、占部 伸二
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-19
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] レーザ冷却イオン列による超放射発振に関する検討2015

    • Author(s)
      早坂 和弘
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2015-09-16
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 等間隔イオン配列を実現するプレーナトラップの設計2015

    • Author(s)
      増谷賢吾、田中歌子、早坂 和弘、占部 伸二
    • Organizer
      第32回量子情報技術研究会
    • Place of Presentation
      大阪大学 豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • Year and Date
      2015-05-25
    • Related Report
      2015 Research-status Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2019-03-29  

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