| 研究課題/領域番号 |
22K20356
|
|---|
| 研究種目 |
研究活動スタート支援
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
0202:物性物理学、プラズマ学、原子力工学、地球資源工学、エネルギー学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 京都大学 |
|---|
研究代表者 |
高野 哲至 京都大学, 理学研究科, 特定准教授 (80773530)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2022-08-31 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
|
|---|
| キーワード | 外部共振器レーザ / 可視光半導体レーザ / レーザ冷却 / 量子シミュレーション / 量子シミュレータ |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
冷却アルカリ土類原子は、量子シミュレータや光格子時計など量子計測に適したプラットフォームである。しかし、アルカリ土類原子のレーザ冷却には、可視光・狭線幅の波長安定化光源が必要不可欠である。本研究では、399nmで直接発振する窒化ガリウム半導体の干渉フィルタ型外部共振器レーザを作成する。並行して、Yb原子気体そのものを波長フィルタとして用いるファラデーレーザを作成する。
|
| 研究成果の概要 |
本研究の目的は、高波長安定・長寿命・小型の399nmレーザの開発である。このレーザは、イッテルビウム（Yb）原子の量子シミュレータ・光格子時計の小型化のボトルネックの１つとなっており、本研究が達成されれば、量子シミュレータ・光格子時計の可搬化・実用化が大幅に促進される。本研究では、窒化ガリウム半導体を用いた干渉フィルタ型外部共振器レーザ、あるいは、Yb原子気体を用いたファラデーレーザの2つの方法で上記の目的を達成しようと試みた。結果、前者のレーザの作成に成功し、スペクトル純度を評価したのちに、冷却Yb原子の観測に成功した。後者についても、Yb原子のオーブンの作成に成功した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、直接接合された結合ミラーを用いて、可視光の干渉フィルタ型外部共振器半導体レーザを作ることができることを示した。そして、このレーザが冷却Yb原子の観測に使用することができることを示した。従来、可視光半導体レーザを用いて干渉フィルタ型外部共振器レーザを構成すると、寿命が短くなることが知られていた。本研究は、この原因が結合ミラーに光を集光することによって光集塵がおき、ミラーが劣化することにあると考えた。そして、直接接合された結合ミラーの接合面で光を集光して反射させることにより、これを回避できることを示した。この結果は、量子シミュレータ・光格子時計の可搬化・実用化を大きく促進する意義がある。
|
