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本研究では、レーザー冷却・トラップ法で生成した極低温中牲原子の運動を電場でコントロールし、微細なパターンに原子を並べるための技術開発を行った。すなわち、原子で描画するために必要となる強カな点原子源を開発し、マイクロ波共振器レンズの収差除去の方法を検討した。準安定状態ネオン原子をゼーマン同調法によりレーザー冷却し、磁気光学トラップにトラップして原子源とする。放電で生成した準安定状態原子の初速度を下げるために液体窒素冷却の放電管を作成した。また連続動作可能な原子数が得られるように、冷却用ゼーマン同調コイルとトラップコイルおよびその接続部を設計・製作した。点原子源にするためには磁気光学トラップの磁場勾配を高くする必要があり、コイルに300Aの電流を流したとき400G/cmの磁場勾配を発生できるようにした。この時トラップサイズは、直径約30μmであり、密度もトラップされた原子間のペニングイオン化で決まる最大密度が得られた。マイクロ波共振器中の電場による集束における収差を検討し、凸レンズとして用いるTM010モードの電場分布に、凹レンズに相当するTM110モードの電場分布を併用することにより、球面収差を減少させ原子源の直径の1/1000まで集束させる可能牲があることを示した。
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