| 研究課題/領域番号 |
26610121
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
小林 淳 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 特定准教授 (50579753)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 量子エレクトロニクス / 精密分光実験 / 光コム |
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| 研究実績の概要 |
2005年のノーベル物理学賞に見られるように、モードロックパルスレーザーを用いた光コムの発明は、精密分光実験を劇的に進展させた極めて重要な発明として知られている。私の研究の目的は、高安定な光共振器のFree Spetral Range(FSR)を高精度に測定することによって、マイクロ波と光周波数をリンクさせる『光共振器型の光コム』という新しい方式の光コムを実現することである。
平成26年度の研究において、私はフィネスが20万程度の高フィネスな光共振器を作成し、そのFSRを9桁の精度で測定することに成功した。この測定には、計画書に書いた通りに、FiberタイプのEOMを用い、その変調周波数をFSRに一致させるという手法を用いており、この手法がFSRの精密測定に非常に有効であることを示した。またこのCavityを用いて、KRb分子の分光実験の波長を評価することによって、KRb分子のX1Σ+状態の振動準位間(v=0からv=1)のエネルギー差(δf=2.213853174(7)THz)を9桁の精度で評価することに成功した。これは従来の波長計を用いた評価から5桁もの高精度化になっている。ただし、ここではv=0からv=1への直接的な光学遷移を見たわけではなく、別の電子励起状態(b3Π0, v=0)への光学遷移の光周波数差として評価している。すなわち『光共振器型の光コム』を用いた“光周波数差”の高精度評価には成功している。
平成26年度の途中で私は、東京大学の井上研究室から京都大学の量子光学研究室に所属を変えている。量子光学研究室においては、Yb原子の狭線幅な分光実験を進めており、この光学遷移の周波数の『光共振器型の光コム』を用いた評価に向けて研究を進めている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
当初の計画では、平成26年度はFiberEOMを用いたFSRの高精度測定手法を確立することまでが目標であった。上記のように、私はこの手法によってFSRの9桁の精度の測定を実現し、この測定手法は非常に有効であることを示した。また、さらにこの測定したFSRを元にして、分子の分光実験の共鳴周波数を評価することにも成功し、分子の振動準位間隔の高精度な決定にも成功した。すなわち、『光共振器型光コム』がTHz領域の“光周波数差”の評価に有効であることを示しており、当初の計画以上の進展と言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成26年度は『光共振器型光コム』がTHz領域の“光周波数差”の高精度な評価に有効であることを示したが、本来の目標は光周波数の“絶対周波数”の評価である。そのためには、FSRの測定に加え、共振器ミラーの分散の評価が重要であることがこれまでの研究から分かってきた。ミラーの分散は、実効的にレーザーがミラー(誘電体多層膜コーティング)のどの深さまで浸透してから反射されているかに置き換えて考えることができる。このミラーの分散を評価する方法として、共振器長を大きく変化させ、その時のFSRの変化を測定することによる評価方法を考えている。
平成27年度は、共振器長が可変な光共振器を新たに作成し、FSRと共にミラー分散も評価する手法を確立する。さらに、その光共振器を光コムとして用いた、Yb原子の狭線幅光学遷移の絶対周波数評価を目標とする。
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