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顕微レーザー誘起蛍光計測法を用いた冷却イオンのゆらぎ計測

研究課題

研究課題/領域番号 22540503
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 プラズマ科学
研究機関名古屋大学

研究代表者

荒巻 光利  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (50335072)

研究分担者 田中 雅慶  九州大学, 総合理工学研究科, 教授 (90163576)
連携研究者 庄司 多津男  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (50115581)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2011年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2010年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード強結合プラズマ / イオントラップ / レーザー冷却 / ゆらぎ / 顕微LIF / リーザー冷却
研究概要

イオントラップに閉じ込めた一成分プラズマをレーザー冷却することで、気相-液相-固相の3相のプラズマを生成できる。この系では粒子間の相関を広い範囲で制御した実験ができるため、プラズマの物性におけるクーロン相互作用の効果を詳細に研究するのに理想的な系である。粒子相関の効果は、スペクトル形状の小さな変化として現れると考えられているため、その変化を観測するには実験精度の向上が特に重要となる。本研究では、レーザー冷却により状態制御された微小な一成分プラズマの、高精度な顕微レーザー誘起蛍光(LIF)測定系を開発した。それに加え、広い温度範囲でプラズマを安定に制御して実験を行うため、レーザー冷却用および計測用光源の性能を向上させた。これら新しく開発した実験系を用いて、強結合-弱結合の中間領域の顕微レーザー誘起蛍光スペクトルの形状変化を詳細に検討し、クーロンポテンシャルの遮蔽メカニズムの変化を示唆する結果を得た。

報告書

(4件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 13件) 学会発表 (27件) (うち招待講演 2件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Non-perturbative probe laser-induced fluorescence spectroscopy of lasercooled Ca-plasma in a linear radiofrequency ion trap2013

    • 著者名/発表者名
      M. Aramaki, S. Kameyama, and A. Kono
    • 雑誌名

      Non-Neutral Plasma Physics VIII、AIP Conf. Proc.

      巻: 1521 ページ: 184-190

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrahigh resolution optical coherence tomography using high power fiber laser supercontinuum at 1.7 μm wavelength region2013

    • 著者名/発表者名
      S. Ishida, H. Kawagoe, M. Aramaki, Y. Sakakibara, E. Omoda, H. Kataura, N. Nishizawa
    • 雑誌名

      Proc. SPIE

      巻: 85710B ページ: 85710B-85710B

    • DOI

      10.1117/12.2006722

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-perturbative probe laser-induced fluorescence spectroscopy of lasercooled Ca-plasma in a linear radiofrequency ion trap2013

    • 著者名/発表者名
      M. Aramaki, S. Kameyama, and A. Kono
    • 雑誌名

      Non-Neutral Plasma Physics VIII, AIP Conf. Proc.

      巻: 1521 ページ: 184-190

    • DOI

      10.1063/1.4796074

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recombination and enhanced metastable repopulation in the argon afterglow2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Celik, T. V. Tsankov, M. Aramaki, S. Yoshimura, D. Luggenholscher, and U. Czarnetzki
    • 雑誌名

      Phys. Rev.

      巻: E 85

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron cooling in decaying low-pressure plasmas2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Celik, T. V. Tsankov, M. Aramaki, S. Yoshimura, D. Luggenhoelscher, and U. Czarnetzki
    • 雑誌名

      Phys. Rev.

      巻: E 85

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatially and temporally resolved optical spectroscopic investigations inside a self-pulsing micro thin-cathode discharge2011

    • 著者名/発表者名
      B. Du, M. Aramaki, S. Mohr, Y. Celik, D. Luggenhoelscher, and U. Czarnetzki
    • 雑誌名

      J. Phys. D: Appl. Phys

      巻: 44

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 遅い中性粒子測定のための高精度レーザー誘起蛍光分光システムの開発2011

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利,荻原公平,江藤修三,吉村信次,田中雅慶
    • 雑誌名

      プラズマ・核融合学会誌

      巻: 87 ページ: 216-221

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lamb-dip Laser Induced Fluorescence Method for Measuring Magnetic Field in a Plasma2011

    • 著者名/発表者名
      K. Ogiwara, M. Aramaki, S. Yoshimura Y. Itoh, Y. Kato and M. Y. Tanaka
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: 50 ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determination of electron densities by diode-laser absorption spectroscopy in a pulsed ICP2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Celik, M. Aramaki, D. Luggenholscher and U. Czarnetzki
    • 雑誌名

      Plasma Sources Sci. and Technol.

      巻: 20 ページ: 12-12

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parallel Ion Flow Velocity Measurement Using Laser Induced Fluorescence Method in an Electron Cyclotron Resonance Plasma2011

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshimura, A. Okamoto, K. Terasaka, K. Ogiwara, M. Aramaki, and M. Y. Tanaka
    • 雑誌名

      Plasma Fusion Res

      巻: 5

    • NAID

      130000669042

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of neutral flow velocity in an ECR plasma using tunable diode laser LIF spectroscopy combined with saturated absorption spectroscopy2010

    • 著者名/発表者名
      M. Aramaki, K. Ogiwara, S. Etoh, S. Yoshimura, and M. Y. Tanaka
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 227

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-calibrated Measurement of Ion Flow Using a Fine Multi-hole Directional Langmuir Probe2010

    • 著者名/発表者名
      K. Terasaka, S. Yoshimura, T. Katahira, K. Ogiwara, M. Aramaki, and M. Y. Tanaka
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 3 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental studies on ion acceleration and stream line detachment in a diverging magnetic field2010

    • 著者名/発表者名
      K. Terasaka, S. Yoshimura, K. Ogiwara, M. Aramaki and M. Y. Tanaka
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas

      巻: 17

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高次機能レーザー光源の開発と先端光計測への応用2013

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利
    • 学会等名
      第3回先端フォトニクスシンポジウム
    • 発表場所
      日本学術会議講堂,東京都
    • 年月日
      2013-04-26
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 一成分プラズマにおけるデバイ遮蔽とイオン球モデルの遷移領域2013

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Experimental study of Coulomb screening mechanism in cryogenic one-component plasma2013

    • 著者名/発表者名
      M. Aramaki and A. Kono
    • 学会等名
      5th international symposium on advanced plasma science and its applications for nitrides and nanomaterials
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 一成分プラズマにおけるデバイ遮蔽とイオン球モデルの遷移領域2013

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島県東広島市
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] イオントラップ中の強結合プラズマのクーロン遮蔽2012

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利、河野明廣
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学(兵庫県)
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] RFイオントラップを用いた強結合プラズマ研究2012

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利
    • 学会等名
      第一回イオントラップ研究交流会
    • 発表場所
      電気通信大学 レーザーセンター
    • 年月日
      2012-03-21
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Collapse of Debye screening assumption in strongly coupled plasma2012

    • 著者名/発表者名
      M.Aramaki, A.Kono
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Plasma-Nano Technology & Science
    • 発表場所
      犬山国際観光センター(愛知県)
    • 年月日
      2012-03-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 光科学の導入によるプラズマ研究の新しい展開2012

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 新規プラズマ分光法のための波長可変光渦レーザーの開発2012

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利,戸田泰則,吉村信次,寺坂健一郎,田中雅慶
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Coulomb Collision in Cryogenic Plasma2012

    • 著者名/発表者名
      M. Aramaki and A. Kono
    • 学会等名
      European Conference on Trapped Ions
    • 発表場所
      Obergurgl, Austria
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Coulomb Screening in One-Component Strongly-Coupled Plasma2012

    • 著者名/発表者名
      M. Aramaki
    • 学会等名
      10th International Workshop on Non-Neutral Plasmas
    • 発表場所
      Greifswald, Germany
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 強結合プラズマの精密分光と素過程2012

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利
    • 学会等名
      プラズマ科学のフロンティア2012
    • 発表場所
      核融合科学研究所
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] イオントラップ中の強結合プラズマのクーロン遮蔽2012

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利,河野明廣
    • 学会等名
      日本物理学会 第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Collapse of Debye screening assumption in strongly coupled plasma2012

    • 著者名/発表者名
      M. Aramaki and A. Kono
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Plasma-Nano Technology & Science
    • 発表場所
      Inuyama, Aichi, Japan
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 強結合一成分プラズマの LIF スペクトルとクーロン遮蔽の効果2012

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利
    • 学会等名
      プラズマの素過程研究と分光診断の展望
    • 発表場所
      核融合科学研究所
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 光科学の導入による新しいプラズマ基礎研究2012

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利,田中雅慶
    • 学会等名
      第14回物質科学研究会
    • 発表場所
      核融合科学研究所
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 光科学の導入によるプラズマ研究の新しい展開2012

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利
    • 学会等名
      日本物理学会 2012年秋期大会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 強結合プラズマの精密分光と素過程2012

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利
    • 学会等名
      「プラズマ科学のフロンティア2012」研究会
    • 発表場所
      岐阜県土岐市
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] レーザー冷却強結合プラズマ中のクーロン遮蔽2011

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利, 坂和洋一, 庄司多津男, 河野明廣
    • 学会等名
      Plasma Conference 2011
    • 発表場所
      石川県立音楽堂(石川県)
    • 年月日
      2011-11-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] レーザー冷却強結合プラズマ中のクーロン遮蔽2011

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利, 坂和洋一, 庄司多津男, 河野明廣
    • 学会等名
      Plasma Conference 2011
    • 発表場所
      石川県立音楽堂
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] レーザー冷却強結合プラズマのレーザー誘起蛍光計測2011

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利
    • 学会等名
      プラズマ科学のフロンティア2011研究会
    • 発表場所
      核融合科学研究所
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] RFトラップ中で冷却されたCa+のLIFスペクトルのイオン温度依存性2010

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利、亀山悟史、坂和洋一、庄司多津男、河野明廣
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学中百舌鳥キヤンパス
    • 年月日
      2010-09-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 冷却イオンのLIFスペクトルにおける多体相互作用の影響II2010

    • 著者名/発表者名
      俺山悟史, 荒巻光利, 飯和洋一, 庄司多津男, 河野明廣
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学中百舌鳥キヤンパス
    • 年月日
      2010-09-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] RFトラップ中で冷却されたCa^+のLIFスペクトルのイオン温度依存性2010

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利,亀山悟史,坂和洋一,庄司多津男,河野明廣
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学中百舌鳥キャンパス,大阪
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 冷却イオンのLIFスペクトルにおける多体相互作用の影響II2010

    • 著者名/発表者名
      亀山悟史,荒巻光利,坂和洋一,庄司多津男,河野明廣
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学中百舌鳥キャンパス,大阪
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 冷却イオンのLIFスペクトルにおける多体相互作用の影響2010

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利,亀山悟史,坂和洋一,庄司多津男,河野明廣
    • 学会等名
      第65回 日本物理学会年次大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス,岡山
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] レーザー冷却された強結合プラズマのLIFスペクトルにおける多体相互作用の影響2010

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利,亀山悟史,坂和洋一,庄司多津男,河野明廣
    • 学会等名
      第46回 原子分子光の素過程とプラズマ分光の研究フロンティア
    • 発表場所
      核融合科学研究所,岐阜
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.nuee.nagoya-u.ac.jp/labs/konolab/members/aramaki/index.htm

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [備考] イオントラップの基礎と応用

    • URL

      http://www.nuee.nagoya-u.ac.jp/labs/konolab/members/aramaki/iontrap/iontrap.htm

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.nuee.nagoya-u.ac.jp/labs/konolab/members/aramaki/index.htm

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.nuee.nagoya-u.ac.jp/labs/konolab/members/aramaki/iontrap/iontrap.htm

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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