レ-ザ-ウラン濃縮用原子デ-タ-ベ-スの開発研究

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01420024
• 研究機関: (財)レーザー技術総合研究所
• 研究代表者: 山中 千代衛 (財)レーザー技術総合研究所, 教授, 所長 (10028920)
• 研究分担者: 金辺 忠 (財)レーザー技術総合研究所, 研究員 (10201427) ; 車 信一郎 (財)レーザー技術総合研究所, 研究員 (90201475) ; 今崎 一夫 (財)レーザー技術総合研究所, 主任研究員 (40115994) ; 仁木 秀明 大阪大学レーザー核融合研究センター, 助手 (00135758)
• キーワード: レ-ザ-同位体分離 / 多段階励起 / 原子法 / 超微細構造 / ラビ周波数 / 高速断熱通過

研究概要

レ-ザ-濃縮における多段階励起の最適方式を研究するため、本年度は超微細構造を有する遷移を対象として、効率の良い励起が可能となる手法について検討し、以下の結果を得た。
1.原子を4波長のレ-ザ-光で3段階励起し、自動イオン化状態を利用して、標的原子をイオン化する励起・電離過程をシミュレ-ションしうる計算コ-ドを開発した。
2.超微細構造を有する遷移に対する励起・電離のダイナミクスを上記のコ-ドを用いて計算し、共鳴周波数から離調した単一モ-ドのレ-ザ-光による電離効率を評価した。その結果、ラビ周波数程度の発振周波数間隔を有するマルチモ-ドレ-ザ-を用いることで、超微細構造を有する原子も有効な励起が可能であることを確めた。
3.さらに新しい励起法として、レ-ザ-光の発振周波数を時間的に掃引し、高速断熱通過を利用して完全な方布反転を得る断熱反転の手方を検討し、多段階励起へ導入する際の問題点を評価した。その結果、各段における周波数の掃引方向、掃引速度、周波数掃引幅、レ-ザ-パルス波形等に関して有効な励起が可能となる目安が得られた。またコヒ-レントトラップを避けるためのレ-ザ-照射条件についても評価した。
4.レ-ザ-光を単一モ-ドファイバ-中に入射し、ファイバ-中での非線形光学効果を利用して、レ-ザ-光の周波数を時間的に掃引し、2準位の原子系に対し、高速断熱通過の有効性を実験的に確めた。レ-ザ-光の強度を変えて励起効率を測定し、上記の計算とほぼ一致する結果を得た。

研究成果

• [文献書誌] S.Adachi,H.Niki,Y.Izawa,S.Nakai and C.Yamanaka: "Measurement of dipcle matrix element of atamic Gd transitions using Rabi flopping" Jpn.J.Appl.Phys.29. L833 (1990)
• [文献書誌] S.Adachi,H.Niki,Y.Izawa,S.Nakai and C.Yamanaka: "Experimenal and numerical studies on population trapping in Gd vapore palecs" Opt.Commun.83. (1991)
• [文献書誌] S.Adachi,H.Niki,Y.Izawa S.Nakai and C.Yamanaka: "Numerical studies on parameters for stadle adiabtic inversion by gaussian and squave pulses" (1991)
• [文献書誌] Y.Izawa,N.Nakashima,N.Niki,S.Sakade,S.Adachi,T.Yamanaka and C.Yamanaka: "Studies on atomi leser isotope separation at ILE,Osaka University and ILT" in Proc.Int.Symp.on Isotope Separation and Chemical Exchange Uranim Enrichment. (1991)