2015 Fiscal Year Annual Research Report
ナノファイバートラップ中の個数制御された原子・分子を用いた少数多体系物理の研究
| Project/Area Number |
14J02311
|
|---|
| Research Institution | Waseda University |
|---|
Principal Investigator |
加藤 真也 早稲田大学, 理工学術院, 特別研究員(SPD)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
|
| Keywords | 量子光学 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
通常の単一モード光ファイバーの一部を光の波長程度まで細く加工した、ナノ光ファイバーはそこを伝搬する光がファイバー外にエバネッセント場として染み出すため、周辺の原子・分子と伝搬する光との間のインターフェイスとして利用できる。我々はそのナノ光ファイバーの作製技術を向上させることで、一般的な光ファイバー（径１２５マイクロメートル）から径が４００ナノメートルまで変化し、また元に戻る形状で、その透過率が９９%を超える非常に高品質なナノ光ファイバーを作製することに成功した。そのナノ光ファイバーとレーザー冷却された原子を組み合わせた量子光学的実験を行った。
特に、４００ナノメートルまで細く加工されたナノ光ファイバーを伝搬する光はそのエネルギーがファイバー近傍に集中するため、周辺原子と強く相互作用する。その性質を利用して、アルカリ金属原子のもつエネルギー準位を巧みに利用した電磁誘起透明化現象の測定を行った。通常行われるこういった実験において必要とされる光パワーはミリワット程度であるが、我々の実験ではナノ光ファイバー中を伝搬する光を用いることでピコワット程度という極微弱光で非線形現象である電磁誘起透明化の観測に成功した。
さらに光共振器を併用する実験のための準備も並行して行い、次年度はより発展的な実験を行う予定である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
ナノ光ファイバー作製技術が想定以上に向上し、光共振器と組み合わせる等の極めて発展的な実験が視野に入ってきた。とりわけ昨年度末に実現した光共振器とトラップされた単一原子との間の強結合の実現はそれの端的な例であるが、それからさらに今年度性能の向上を実現し、これまで実現されてこなかった、連結共振器電気力学系の実現など非常に野心的な研究のめどがたった。実際、その性能向上を利用した電磁誘起透明化現象の観測といった実験結果も生み出され、次年度に向けて順調な進展をみせている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
ナノ光ファイバーの性能向上と装置全体の最適化が今年度十分に進展したため、次年度はこれらを用いてより規模の大きい実験を行う予定である。特に、装置単体で行う基礎科学的な量子光学的実験に加え、複数の装置を光ファイバーで連結することによる極めて野心的な応用実験も視野に入ってきており、それらの実験を進める予定である。
|
