| 研究課題/領域番号 |
13450030
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
井上 康志 大阪大学, 大学院・生命機能研究科, 助教授 (60294047)
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| 研究分担者 |
孫 洪波 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10346190)
中村 收 大阪大学, 大学院・生命機能研究科, 教授 (90192674)
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| キーワード | 原子光学 / 磁気光学トラップ / ナノテクノロジー / レーザー冷却 / 量子細線 / 遷移金属 / 光制御パターニング / 光の勾配力 |
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| 研究概要 |
光強度分布による勾配力をクロム原子に働かせ、その分布にしたがいクロム原子を基板上に堆積し、転写するには、レーザーの発振周波数の時間的ドリフトを、原子の共鳴吸収線の自然幅以下(クロム原子の場合、〜5MHz)に押さえる必要がある。実験で使用している半導体レーザーは外部共振器を利用することで発振周波数の狭帯域化(〜500kHz)を図ったうえで、半導体レーザーに印加する電流量を一定にするクローズループが働いているものの、発振周波数自体についてはオープンループとなっている。したがって、その発振周波数は半導体レーザーの周囲の環境の影響を受け一定とはならない。とくに周辺温度の変化には大きく影響を受け、発振周波数の時間変動を測定した結果、50分ほどの間に200MHzの変動があり、原子の自然幅以内の安定性にはほど遠く、発振周波数の安定化が不可欠であることが分かった。ところが、200MHzといっても、市販の波長計では検出限界以下の周波数変動である。そこで、散乱力によるコリメーション位置において、原子フローの拡がり角度によって、共鳴吸収を行うためのドップラーシフト量が異なることを利用した発振周波数の安定化を考案した。すなわち、原子源から拡がりを持って分散するフローのうち蛍光を発する位置での正弦方向の速度がレーザーの発振周波数に比例することから、蛍光の発する位置をPSD(Position Sensitive Detector)センサーによりモニターし、蛍光の発せられる位置が一定になるように、半導体レーザーの外部共振器を制御した。この結果、半導体レーザーの発振周波数の時間的ドリフトを30分以上にわたって、2MHz以下に抑制することを実現した。
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