| 研究概要 |
本研究は,トーラス型のトロイダル四重極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,Γ(=プラズマ粒子間のクーロン相互作用エネルギー/熱運動エネルギー)>1の強結合プラズマを実現し,多数個イオンによる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とともに,トロイダルトラップのトーラス方向のポテンシャルを制御して冷却されたイオンのトーラス方向への加速を行ないトロイダル流を駆動することを日的としている.
主半径40mm,電極間隔9mmのトロイダル四重極RFトラップ下部に設置したCaオーブンからCa蒸気を導入し,電子ビームによる衝突電離によって閉じこめ領域内でCaイオンを生成し閉じこめた.Caイオンの冷却に必要な397nm光と866nm光には回折格子安定化半導体レーザーを用いた.397nm光は,外部共振器中に非線形結晶(LBO)を設置し,半導体レーザーからの794nm光の2倍高調波として発生させた.397nm光の波長送引は,外部共振器長を変え,外部共振器から半導体レーザーへの戻り光の位相と回折格子の角度で決まるレーザー波長を,それぞれ1f・3fフィードバックによって最適値に自動制御することによって行なった.計測は397nm光のレーザー誘起蛍光(LIF)計測によって行なっている.
今年度は,これまでの片側接地四重極RFトラップから,中点接地方式への改良を行なった.バッファガス冷却されたCaイオンからのLIF信号の電子銃フィラメント電流I_Fに対する依存性を調べた結果,片側接地時にはトラップのチャージアップに起因すると思われる残留電場の影響で,狭いI_F領域でのみイオンが閉じこめられていた.中点接地に改良することによりこの残留電場の問題が解消され,イオン密度の強いI_F依存性がなくなり,I_Fとともにイオン密度が増加するようになった.今後は,バッファガスのない高真空でイオンを閉じ込めた後,電子ビームとCaオーブンを切り,レーザー波長を送引することによってレーザー冷却をおこなう.
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