| 研究概要 |
12年度中に主要な実験装置(主冷却レーザー光源,超高真空装置)の整備を完了し,13年度はこれを用いた冷却実験を行い,ポピュレーショントランスファーを利用した極低温連続スカラー原子波生成に向け,以下の項目の実験的検討を行った。
1.5s5p ^3P_2-5s5d ^3D_3(II)遷移(波長496nm)による冷却特性評価
(1)5s^2 ^1S_0-5s5p ^1P_1(I)遷移を用いてSr原子の磁気光学トラップを行い,この過程で生じる5s5p ^1P_1-5s4d ^1D_2-5s5p ^3P_2状態への分岐を利用して1mK程度の5s5p ^3P_2状態準安定原子の生成に成功。
(2)(II)遷移で達成できる原子の冷却温度を測定し,連続的2段階冷却を実証した。
2.5s5p ^3P_2準安定状態の特性評価
(1)四重極磁場トラップした準安定状態原子の緩和時間の測定から,30秒(暫定値)の準安定状態寿命を決定した。
(2)準安定状態原子のローディングレートが,高密度時には原子の2体衝突により制限されることを見出した。
3.中赤外遷移を用いた極低温原子生成の試み
(1)当初の提案ではラマントランスファー過程での速度選択による原子線の低温化を想定したが,原子輝度の増大のためには,レーザー冷却手法の採用がより効果的である。5s5p ^3P_2-5s4d ^3D_3(III)遷移(波長2923nm)による冷却では数10nKまでの超極低温化が期待できる。
(2)この実現のため,高安定・高出力半導体レーザーをポンプ光とするOPO光源の開発を行い,Sr原子の中赤外域遷移の観測に成功した。
4.ラマン・ポピュレーショントランスファー実験:上述の新方式では,準安定状態原子自体の極低温化により,トランスファーレーザーへの速度分解能は必要としない。このレーザーのパルス的な照射により^3P_0準安定状態原子の生成を試みた。
5. 5s5p ^3P_0準安定状態を用いる光周波数標準の検討を行った。
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