| 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基本的性質を,究極のミクロなプローブとしての原子をの共鳴相互作用を通じて明らかにし,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する.このために物質表面近傍での微量原子の高感度検出技術を開発し,原子気体セル表面における非線形レーザー分光と,超高真空環境下での高指向性原子線散乱実験に基づいた光近接場観測技術の基礎の確立を行った.これと並行して,光近接場および光近接場共鳴相互作用の理論的取り扱いの基礎を確立し,実験理論両面からの研究を行っている.
実験方法は,基底準位にスピンをもつアルカリ原子から,高安定半導体レーザーにより分光のできるセシウム原子を選び,レーザーを複数台用いた光ポンピングと非線形高分解分光技術を駆使した,光近接場と原子の空間選択的かつ状態選択的相互作用の抽出を可能にした.特に,光近接場の擬運動量の原子への移行の検証に成功し,光近接場利用の原子制御などへの応用の基礎付を行った.さらに原子線散乱実験では,イオンカウンティング法を導入し,スピン選択的共鳴二光子イオン化分光法の基礎を確立し,これを発展させた表面偏極場観測のための理論的考察を行った.
理論研究においては,アンギュラースペクトル展開を基礎とし,光近接場相互作用の物質形状に依存する擬運動量や擬角運動量とその移行という,近接場の重要な物理的性質を明らかにする基礎理論を構築し,実験結果等との比較より,その有効性の確認を行った.
これらの成果に基づき,さらに光近接場における共鳴相互作用の応用可能性について,精密な定量的評価を発展させている.
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