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原子光学(レーザー冷却の技術的応用への研究)

研究課題

研究課題/領域番号 11216202
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関電気通信大学

研究代表者

清水 富士夫  電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 教授 (00011156)

研究分担者 中川 賢一  電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 助教授 (90217670)
清水 和子  電気通信大学, 電気通信学部, 助教授 (30017446)
盛永 篤郎  東京理科大学, 理工学部, 教授 (90246687)
白浜 圭也 (白濱 圭也)  慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (70251486)
森永 実  電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 助手 (60230140)
研究期間 (年度) 1999 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
141,700千円 (直接経費: 141,700千円)
2002年度: 26,600千円 (直接経費: 26,600千円)
2001年度: 34,400千円 (直接経費: 34,400千円)
2000年度: 38,100千円 (直接経費: 38,100千円)
1999年度: 42,600千円 (直接経費: 42,600千円)
キーワードレーザー冷却 / 原子光学 / 原子干渉計 / BEC / カルシウム / ナトリウム / 準安定状態ネオン / アトラノフ・カッシャー / 量子反射 / ネオン / ルビジウム / ボーズ凝縮 / ナトリウム原子 / カルシウム原子 / 原子ホログラム / リチウム原子線 / 原子干渉 / 原子ホログラフィー / リチウム / 中性原子トラップ
研究概要

清水らは極低温の準安定状態ネオン原子線を使って、(1)静電場による原子レンズの開発、(2)穴をあけた窒化シリコン薄膜の透過型振幅ホログラムを使って原子線で任意のパターンを描くことができることを実証した。さらに、(3)薄膜上に電極を蒸着し、電場をかけて薄膜を通過する原子の位相を変調することで原子線の実時間制御を実現した。また、(4)固体表面で原子が受ける引力のファンデルワールスポテンシャルによって原子がコヒーレントに反射される量子反射の観測に初めて成功し、反射率の定量的な測定を行った。さらに、(5)シリコン表面を格子状に加工することで反射率を格段に高めることができることを実証した。(6)これを利用して、凹面反射鏡、ビームスプリッターさらには反射型の原子ホログラムの開発を行った。中川らは、(7)ルビジウム原子のボーズ凝縮体を完成させた(本邦で3番目)。(8)これを用いた原子チップの研究を行うことを目的として、まず、微少電流線が作る磁気トラップにレーザー冷却されたルビジウム原子をトラップする実験を行った。一方、原子干渉計と精密計測に関する研究では(9)中川らのルビジウム原子干渉計、盛永らのカルシウム原子干渉計とナトリウム原子干渉計の研究を行った。(10)カルシウムに関しては熱源視線を用いてアハラノフ・キャッシャー効果による位相シフトを3%の精度で測定した。また、(11)ナトリウムに関しては、時間軸多重干渉を行い、フィネス100の干渉波形を得ることに成功した。

報告書

(5件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (37件)

  • [文献書誌] K.Shinohara, T.Aoki, A.Morinaga: "Scalar Aharonov-Bohm effect for ultracold atoms"Phys.Rev. A. 66. 042106-1-042106-4 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Yanagimachi, M.Kajiro, M.Machiya, A.Morinaga: "Direct measurement of the Aharonov-Casher phase and tensor Stark polarizability using a calcium atomic polarization interferometer"Phys.Rev. A. 65. 042104-1-042104-7 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Yanagimachi, K.Mizobuchi, A.Morinaga: "Ramsey-Borde atom interferometer having two arms with different Zeeman sublevels"Phys.Rev. A. 64. 041601-1-041601-4 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Fujita, S.Mitake, F.Shimizu: "Interferometric modulation of an atomic beam by an electric field : a phase hologram for atoms"Phys. Rev. Lett.. 84. 4027-4030 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.Shimizu, J.Fujita: "Reflection type hologram for atoms"Phys.Rev.Lett.. 88. 123201-1-123201-4 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H-R Noh, K, Shimizu, F.Shimizu: "Imaging of an atomic beam with electrostatic lens"Phys.Rev. A. 61. 041601-1-041601-4 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Shinohara, T. Aoki and A. Morinaga: "Scalar Aharonov-Bohm effect for ultracold atoms"Phys. Rev. A. 66. 042106-1-4 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Yanagimachi, M. Kajito, M. Machiya and A. Morinaga: "Direct measurement of the Aharonov-Casher phase and tensor Stark polarizability using a calsium atomic polarization interferometer"Phys. Rev. A. 65. 042104-1-7 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Yanagimachi, K. Mizobuchi and A. Morinaga: "Ramsey-Borde atom interferometer having two arms with different Zeeman sublevels"Phys. Rev. A. 64. 041601(R)-1-4 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takatoshi Aoki, Kenji Shinohara and Atsuo Morinaga: "High-finesse atomic multiple beam Interferometer comprised of copropagatmg stimulated Raman pulse fields"Phys. Rev. A. 63. 063611-1-8 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F. Shimizu and J. Fujita: "Reflection type hologram for atoms"Phys. Rev. Lett.. 88. 123201 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F. Shimizu and J. Fujita: "Giant quantum reflection of Ne atoms from ridged silicon surface"J. Phys. Sco. Jap.. 71. 5-8 (2002)

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    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. Fujita, S. Mitake, and F. Shimizu: "Interferometric modulation of an atomic beam by an electric field : a phase hologram for atoms"Phys. Rev. Lett.. 84(#18). 4027-4030 (2000)

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    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H-R Noh, K, Shimizu, and F. Shimizu: "Imaging of an atomic beam with electrostatic lens"Phys. Rev. A. 61. 041601 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Khono, F.Shimizu, J.Fujita, K.Shimizu: "Reflection double-slit atom interferometer"J. Phys. Soc. Jpn.. (to be publisheed).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] F.Shimizu, J.Fujita: "Reflection-type hologram for atoms"Phys. Rev. Lett.. 88巻12号. 123201-1-123201-4 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] J.Fujita, F.Shimizu: "Atom manipulation using atomic de Broglie waves"Material Science and Engineering B. 96巻2号. 159-163 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Shinohara, T.Aoki, A.Morinaga: "Scalar Aharonov-Bohm effect for ultracold atoms"Phys. Rev. A. 66巻4号. 042106-1-04216-4 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Yanagimachi, M.Kajiro, M.Machiya, A.Morinaga: "Direct measurement of the Aharonov-Casher phase and tensor Stark polarizability using a calcium atomic polarization interferometer"Phys. Rev. A. 65巻4号. 042104-1-042104-7 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Shibayama, M.Yamazaki, H.Ishiki, K.Shirahama: "Sliding dynamics of the Wigner crystal on liquid He"J. Low Temp. Phys.. 126巻102号. 487-492 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 清水富士夫 他: "Giant quantum reflection of Neon Atoms from a Ridged Silicon Surface"J.Phys.Soc.Jpn.. 71巻1号. 5-8 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 清水富士夫: "中性原子の量子反射"応用物理. 71巻2号. 182-185 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 中川賢一 他: "Intensity and frequency noise characteristics of two coherently added injection-locked Nd : YAG lasers"Appl.Phy.B.. B73巻・3号. 209-214 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 中川賢一 他: "Development of an acetylene optical frequency standard at 1.5 μm and its applications"Proceedings of SPIE. 4269巻. 41-49 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 盛永篤郎 他: "High-finesse multiple-beam interferometer comprised of copropagating stimulated Raman-pulse fields"Phys.Rev.A.. 63巻6号. 1263611-1-1263611-8 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 清水富士夫: "Specular Reflection of very slow metastable neon atoms from a solid surface"Phys.Rev.Lett.. 86巻6号. 987-990 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Fukuyama,H.Kanou,V.I.Balykin,K.Shimizu: "Bright Atomic Beam by a Temporal Zeeman Acceleration"Applied Physics B. 70巻4号. 561-565 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.R.Noh,K.Shimizu,F.Shimizu: "Imaging of an Atomic Beam with Electric Lenses"Physical Review A. 61巻4号. 041601-1-4 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] J.Fujita,S.Mitake,F.Shimizu: "Interferometric modulation of an atomic Beam by an Electric Field : A Phase Hologram for Atoms"Physical Review Letters. 84巻18号. 4027-4030 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] F.Shimizu,S.Mitake,J.Fujita: "Real time interferometric manipulation of a neutral atomic beam by electric field"Canadian Journal of Physics. 78巻. 529-535 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] F.Shimizu: "Specular Reflection of Very Slow Metastable Neon Atoms from a Solid Surface"Physical Review Letters. 86巻6号. 987-990 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] F.Shimizu (共著): "Atom Holography in Advances in Atomic, Molecular and Optical Physics 42"Academic Press. 21 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.-R. Noh, K. Shimizu and F. Shimizu: "Imaging of an atomic beam with Electrostatics lenses"Phys. Rev. A. 61(印刷中).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] F. Shimizu, S. Mitake and J. Fujita: "Real time interferometric manipulation of a neutral atomic beam by electric field"Can. J. Phys.. (掲載予定).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] J. Fujita, S. Mitake and F. Shimizu: "Interferometric modulation of an atomic beam by an electric field : a phase hologram for atoms"Phys. Rev. Lett.. (掲載予定).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 中川賢一: "電子レーザーを用いたコヒーレント原子光学"レーザー研究. 28(印刷中).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y. Fukuyama, H. Kanou, V.I.Balykin and K. Shimizu: "Bright Atomic Beam by a Temporal Zeeman Acceleration"Applied Physics B : Lasers and Optics. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2018-03-28  

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