| 研究概要 |
本研究では,誘電体表面あるいはそこに置かれた微小散乱体の近傍に局在する光近接場の性質を,究極のミクロなプローブとしての原子との共鳴相互作用を利用して明らかにし,光近接場相互作用の応用研究の基礎を確立することを目的とし,このために物質表面近傍での原子のレーザー分光技術を開発し,原子気体セルにおけるレーザー分光と,超高真空環境での高指向性原子線散乱による実験研究を行い,また光近接場の理論的取扱いの研究と併せて,その有用性を確認している.
実験方法として,おもにアルカリ原子からセシウム原子を選び,周波数高安定化半導体レーザーシステムを複数用い,光ポンピングと非線形高分解レーザー分光を利用することで,空間選択や状態選択をされた原子の光近接場との相互作用の計測方法を確立し,さらに原子線散乱においてはイオンカウンティング法を導入し,測定感度および空間分解能を飛躍的に高める共鳴二光子イオン化分光を実現し,広い応用の可能性を持つ光近接場相互作用実験技術の基礎を確立した.
実験で得られた表面近傍での原子の超微細スペクトルと,本研究で開発した,アンギュラースペクトル展開を基本とした光近接場相互作用の理論から,擬運動量および擬角運動量など,表面近傍での物質形状に強く依存する,光近接場相互作用の特徴的物理量の保存を示唆することができた.
今年度はさらに,これらの基礎実験を継続し,理論研究を発展させ,より定量化の可能な実験系を構築するための方向性を検討し,擬角運動量検出や冷却原子使用による空間分解能向上などに関し定量的評価をし,引き続き原子を用いた光近接場測定の展開を行っている.
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