原子の高空間分解制御および近接場技術の駆使による中性原子ナノ格子系の実現

• 研究課題/領域番号: 26887033
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 原子・分子・量子エレクトロニクス
• 研究機関: 中央大学
• 研究代表者: 柴田 康介 中央大学, 理工学部, 助教 (90735440)
• 研究期間 (年度): 2014-08-29 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 冷却原子 / 近接場 / 光格子 / 原子輸送 / 高空間分解イメージング

研究成果の概要

本研究では、ナノスケールの構造体付近の近接場を利用し、極低温原子をナノメートルスケール間隔で配置したナノ格子の実現を目指した。まず、構造体に平面波が入射した際の電磁場分布をFDTD法により計算した。特に、20 nm以下の構造について大きな電場勾配が発生し、高次の原子―光相互作用が無視できなくなることを見出した。また、冷却原子集団を高強度の赤外レーザーによる光トラップ中に捕獲したのち、高精度ステージにより光トラップ用ビームの焦点位置を移動することで、原子集団をガラスセル表面付近に移動することに成功した。この技術を用いると、近接場が発生する構造体のごく近傍に原子を準備することが可能になる。