| 研究概要 |
誘電体表面における定在エバネッセント波の重ね合わせによる双極子ポテンシャルを用いた,冷却原子の2次元格子状配列を創出する基礎技術の開発を目的とし,最終年度は,共鳴光波長以下の距離の表面近傍で,アルカリ原子の光ポンピングとスピン偏極を可能にする,エバネッセント波の合成による局所的円偏光に相当する電磁場状態が作れることを初めて実験的に実証することに成功し,また,表面近傍での原子の振る舞いを観測するための基礎となる,超高感度で準位選択しかつ位置分解検出できる共鳴光イオン化顕微スペクトロスコピーの基礎実験に成功した.併せて,表面近傍での原子の量子光学過程を取り扱うために有用な,新しい検出器モードでの量子光学理論を展開し,原子の放射寿命や遷移の選択則を評価するとともに,これを励起のトンネル過程としてとらえ,光近接場における原子の運動制御の性質を研究する基礎を固めた.
局所回転電場分布は,微小球プローブおよび金属コート光ファイバープローブを用い,冷却CCDカメラを利用した超光感度検出器を改良することにより,局所的な散乱光の偏光が理論予測どおりにストライプ構造をもつことで観測した.さらに微小電極探針とマイクロチャンネルプレートによる静電レンズ系を持つ,共鳴イオン化顕微鏡システムを構築し,その動作を予備実験で確認し,準位選択的な原子分布の顕微スペクトロスコピーができることを確認した.これらのシステムを冷却原子団散乱系と組み合わせる実験系もほぼ完成に近付き,今後理論実験両面から原子の低次元量子系における諸性質を解明する.
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