誘導ラマン遷移を用いた冷却原子波多重干渉の研究

• 研究課題/領域番号: 11874058
• 研究種目: 萌芽的研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物理学一般
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 盛永 篤郎 東京理科大学, 理工学部, 教授 (90246687)
• 研究期間 (年度): 1999
• 研究課題ステータス: 完了 (1999年度)
• 配分額: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円); 1999年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
• キーワード: 原子波干渉 / 多光束干渉 / 誘導ラマン遷移 / ラムゼー共鳴

研究概要

本研究は冷却ナトリウム原子に多数のパルス光を照射し、誘導ラマン遷移による原子波の分離、重ね合わせを行い多重原子波干渉を起こさせる研究である。本研究により以下の知見が得られた。
1.多重原子波干渉を起こす方法として同一方向から原子に誘導ラマンパルスを照射する方法を提案し、その場合干渉計が非分裂型であるが、多重干渉が生じることを理論的に考察した。そのため幾何学的な解析法を用いて一般式を導出、また、励起パワーの弱い場合に干渉パターンがエアリー関数となることを導いた。
2.磁気光学トラップにより1mKに冷却されたナトリウム原子をトラップより開放し、まず、原子を同一状態に揃え、それに同一方向から誘導ラマン遷移を照射することで、誘導ラマン遷移のスペクトルを確認し、共鳴幅と分布を反転させるために必要なパワーを測定した。
3.2つの誘導ラマンパルスのパルス時間間隔を開けて照射し、誘導遷ラマン遷移の周波数を掃引することでラムゼー共鳴信号を発生させた。このラムゼー共鳴信号は原子波の干渉であり、原子波干渉することを確認できた。
現在、誘導ラマンパルスの数を増やして多重波干渉の実験を行うため、レーザー周波数の安定化と観測値を積算するシステムを作成しているところで、これにより多重原子波干渉が観測できると考えている。