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本研究課題においては、光格子時計の小型・可搬化を目指して、新しい原理に基づくYb原子線源の開発に取り組んできた。その原理として、当初、光誘起原子脱離現象(Light-Induced Atom Desorption: LIAD)に着目し、調査・研究を行ってきたが、1E-7 Pa程度の超高真空環境下においても、基板表面に堆積したYb原子が比較的速やかに酸化されてしまうことを見出した。
そこで、本年度我々は、英国バーミンガム大学における酸化ストロンチウム(SrO)を用いた実験に触発され、酸化イッテルビウム(Yb2O3)試料に紫外レーザー光（波長405 nm）を照射することにより低速のYb原子線を生成させ、それを波長399 nmの1S0-1P1双極子許容遷移を用いた磁気光学トラップ(MOT)によって捕獲することに成功した。最適な条件下での捕獲原子数は、従来のゼーマンスローワを用いたものよりも多かった。この手法では、原子オーブンやゼーマンスローワも不要となり、装置の小型化・簡略化に貢献できるものと考えられる。さらに、この原子線源は、時計への応用にとどまらず、レーザー冷却された原子やイオンを用いる実験への幅広い応用が期待される。但し、本年度までの研究においては光格子時計実験に実装できるだけの安定動作をさせることはできなかった。この原因としては、良く定義された試料表面を用意できなかったことが考えられる。今後は、酸化イッテルビウム粉末試料を圧縮するなどして、表面状態を整えることにより、光還元用レーザーとの幾何学的配置を確定し、安定動作を図る必要がある。
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