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1.平成5年度に製作した外部共振器型半導体レーザーを用い、ルビジウムを封入したガラスセルにより基本的な飽和分光を行った。ルビジウムの超微細構造間の光学遷移の観測を、二重の同位体(^<85>Rb、^<87>Rb)それぞれについて行い、線幅10MHz程度の分解能が得られた。この線幅は光学遷移の自然幅で決まるものである。
2.飽和分光に用いる二本のレーザー光の偏光をいろいろと組み合わせること、外部から加える磁場の向きと大きさを変化させることなどにより、様々な飽和分光スペクトルが得られ、これらを解析した。
3.光磁気トラップの準備として、超高真空装置、外部共振器型の半導体レーザーシステムを新たに製作した。また、レーザー周波数をルビジウムの超微細構造間の光学遷移周波数に固定する、コンピューターで制御した負帰還型の周波数安定化システムを設計・製作した。さらに、データ収集のプログラムを作成し、飽和スペクトル等の実験データをコンピューターで統一的に処理できるシステムを作り上げた。
4.上記の装置を用い、ルビジウムの光磁気トラップに成功した。ここでトラップされたルビジウム原子数は、10^6個程度であり、これは、Mossbergらが原子線により二光子レーザー発振を実現したときの原子数に比べて、100倍程度の高密度となっている。
以上のように、本科学研究費補助金の研究期間内に、多光子レーザー発振のための分光学的な基礎データを蓄積することができた。平成7年度以降は、さらに大きな超高真空槽を製作し、その中に高Q値の共振器を設け、多光子(二光子)レーザー発振の実現に向けて研究を推し進めていく。
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