| 研究課題/領域番号 |
15340131
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| 研究機関 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
白田 耕蔵 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (80164771)
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| 研究分担者 |
鈴木 勝 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (20196869)
桂川 眞幸 電気通信大学, 電気通信学部, 助教授 (10251711)
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| キーワード | 固体水素 / 核スピン / 量子コヒーレンス / 近接場 / 超微細光ファイバー |
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| 研究概要 |
平成16年度において実施した、固体水素作製システム開発、固体パラ水素中のオルソ水素の高分解能分光、超微細光ファイバー作製技術の開発、について進捗状況を報告する。
固体水素結晶作製には14K近傍での精密な温度制御が必須であり、冷却力を抑える必事がある。一方、非線形光学などのレーザー実験ではレーザー光による加熱を避けるために、大きな冷却力が必要である。従来はこの相反する要求のため結晶作製とレーザー実験の双方を最適化することはできなかった。今回開発したクライオスタットでは、冷却容器と結晶作製セルの間にいわば熱接触スイッチを設け、結晶作製とレーザー実験のそれぞれを最適に制御できる。
昨年度に開発した波長2.4ミクロンのレーザーにより、オルソ水素の振動回転スペクトルを偏光依存性を含めて測定した。その結果は、スペクトル線幅は半値半幅で,1.6MHzと常識破りのシャープなものであった。非線形分光技術も何も用いずにただの吸収測定としては記録的な値である。オルソ水素の濃度は40ppmと極めて少ないが、線幅が細いため、1cmの厚さの結晶による吸収のピークは60%にも達する。このことは、予測どおりにオルソ水素の振動回転遷移が強結合を用いた光学応答の操作の研究に適していることを示すものである。
上記の観測結果と共に、良質の結晶についてはオルソ水素の振動回転スペクトルが3本に分裂することを見出した。分裂の間隔は10MHz程度である。この分裂はオルソ水素の磁気量子数が結晶場により3本に分裂した効果によるものであることが考えられる。ただし、既存の理絵では説明できない。実際、今まではこのような低オルソ水素濃度で超高分解能の測定はなされていなかったため、理論展開も不十分であった可能性もある。今後、更に系統的な測定がなされるべきである。固体物理学としても重要な知見が得られる可能性がある。
超微細光ファイバー作製技術は、直径400nmのレベルでは透過率80%以上をルーチン的に達成できるレベルに達した。また、超微細光ファイバーよる原子操作の方法を理輪的に発展させつつある。
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