| 研究課題/領域番号 |
13680555
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
プラズマ理工学
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
坂和 洋一 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (70242881)
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| 研究分担者 |
荒巻 光利 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (50335072)
早坂 和弘 独立行政法人通信総合研究所, 主任研究員
庄司 多津男 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (50115581)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2002
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| キーワード | トロイダルRFトラップ / レーザー冷却 / 一成分プラズマ / 統計力学的特性 |
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| 研究概要 |
本研究は、トーラス型のトロイダルRFトラップ中に閉じこめた多数個イオンのレーザー冷却を行ない、クーロン結合係数>1の強結合プラズマを実現し、一成分強結合プラズマの特に液体状態における統計力学的特性を明らかにすることを目的として行なった。
13年度は、冷却用397nmと準安定状態に留まっているイオンを冷却サイクルに戻すための866nmの2つの半導体レーザーの安定化のために、回折格子レーザー安定化システムを構築した。これにより、半導体レーザーの周波数、強度、およびポインティングの安定化を達成することができ、イオンのレーザー冷却に必要な広い領域にわたっての安定な周波数掃引が可能となった。また,ヘリウムガスのバッファガス冷却によってイオン温度を制御し、レーザー誘起蛍光法(LIF)によって閉じこめ時間、イオン温度、速度分布関数、密度分布等を計測した。
14年度は、冷却されたCa+イオンの速度分布関数や密度分布等の統計力学的特性を、LIFを用いて詳細に計測するためのプローブレーザーとして、新たに2本目の397nmレーザーを構築した。長時間にわたって安定なCWレーザー出力を得るために、共振器から半導体レーザーへの戻り光の位相とレーザー波長を、それぞれ比例・積分回路を用いた1fと3fの電気的フィードバック安定化システムによって自動制御した。その結果、外部共振器の共振器長を変えることによって、戻り光の位相とレーザー波長が常にレーザー出力最大となるように追従し、約5GHzにわたる波長送引が可能となった。
大半径が40mmで、隣り合う電極間隔が2mmと4mmの2つのトロイダルRFトラップを用いてLIF計測を行なうた結果、2mm電極はヘリウムバッファガス冷却を用いなければイオンが観測されなかったのに対し、4mm電極では、バッファガス冷却されていないイオンもトラップに閉じ込められていることがわかった。現在、4mm電極を用いたレーザー冷却実験が進行中である。
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