Ultraprecise measurement of the fine-structure constant using a strontium atom-wave interferometer

使用锶原子波干涉仪超精密测量精细结构常数

• 批准号: 21H01089
• 负责人: 鳥井 寿夫
• 金额: $ 10.65万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01089/
• 关键词: ストロンチウム; レーザー冷却; 微細構造定数; 原子波干渉計; 精密測定; 準安定状態; 磁気光学トラップ

ストロンチウム原子の準安定状態（5s5p:3P2-5s5d:3D3遷移, 波長496nm）を用いた磁気光学トラップ（green MOT）の諸特性を効率的に調べるための実験装置の改良を主に行った。真空装置に関しては、これまで原子オーブンからの原子ビームを磁気光学トラップ用ガラスセルに直接入射していたが、回転導入機を用いた原子ビームシャッターを新たに導入し、原子ビームを完全に遮断できるようにした。この改善により、磁気光学トラップの寿命測定が正確に行えるようになり、ストロンチウム原子の様々な励起状態の緩和過程を詳細に調べることが可能となった。光学系に関しては、これまで自由空間で種々のレーザー光を真空装置に輸送していた方式から、光ファイバーによる輸送方式に変更した。また、これまでレーザー光の遮断には音響光学素子（AOM）もしくはメカニカルシャッターを用いていたが、これを光ファイバースイッチに変更した。これらの改善により、光学系が大幅に簡素化された。また、複数のレーザー光を光ファイバースプリッターおよびコンバイナーを用いて１本の光ファイバーに集約し、ファブリペロー共振器に導入することにより、複数のレーザー光の周波数を同時に安定化することが可能となった。具体的には、原子オーブンからのコリメートされた原子ビームのドップラーフリー周波数変調分光信号によって絶対周波数が安定化された461nm（5s2:1S0-5s5p:1P1遷移）光源からのレーザー光と、他のレーザー光（483nm, 487nm, 496nm）を共振器長を掃引したファブリペロー共振器に導入し、その透過スペクトルの形状（絶対周波数が安定化された461nm光の透過ピークに対する他のレーザー光の透過ピークの相対位置）をマイクロコンピュータで解析し、他のレーザー光（外部共振器半導体レーザー）の共振器長へフィードバックした。

ス ト ロ ン チ ウ ム atomic の quasi stable state (5 s5p: 3 p2-5 s5d: 3 d3 migration, wavelength of 496 nm) を with い た magnetic 気 optical ト ラ ッ プ (green MOT) の various features を sharper rate に adjustable べ る た め の be 験 device の improved を main line に っ た. Vacuum に masato し て は, こ れ ま で atomic オ ー ブ ン か ら の atomic ビ ー ム を magnetic 気 optical ト ラ ッ プ with ガ ラ ス セ ル に directly incident し て い た が, back to planning import machine を い た atomic ビ ー ム シ ャ ッ タ ー を new た に import し, atomic ビ ー ム を に completely interrupt で き る よ う に し た. こ の improve に よ り, magnetic 気 optical ト ラ ッ プ の biometry が correct line に え る よ う に な り, ス ト ロ ン チ ウ ム atomic の others 々 な excitation state の ease べ を に in detail the course of る こ と が may と な っ た. Optics に masato し て は, こ れ ま で free space で kind 々 の レ ー ザ ー を light vacuum に conveying し て い た way か ら, light フ ァ イ バ ー に よ る transportation mode に - more し た. ま た, こ れ ま で レ ー ザ ー light の interrupt に は stereo optical element (AOM) son も し く は メ カ ニ カ ル シ ャ ッ タ ー を with い て い た が, こ れ を light フ ァ イ バ ー ス イ ッ チ に - more し た. <s:1> れら れら to improve によ によ, and the department of optics が to significantly に simplify された. ま た, plural の レ ー ザ ー を light フ ァ イ バ ー ス プ リ ッ タ ー お よ び コ ン バ イ ナ ー を with い て this の light フ ァ イ バ ー に intensive し, フ ァ ブ リ ペ ロ ー resonator に import す る こ と に よ り, plural の レ ー ザ ー の cycle for light を also に stabilization す る こ と が may と な っ た. Concrete に は, atomic オ ー ブ ン か ら の コ リ メ ー ト さ れ た atomic ビ ー ム の ド ッ プ ラ ー フ リ ー cycle for variations to the spectral signal に よ っ て off cycle for seaborne が stabilization さ れ た 461 nm (s0 5 s2:1-5 s5p: 1) p1 migration light か ら の レ ー ザ ー light と, he の レ ー ザ ー light (483 nm, 487nm, 496 nm) を resonator long sweep を led し た フ ァ ブ リ ペ ロ ー resonator に import し, そ の through ス ペ ク ト ル の shape (off cycle for seaborne が stabilization さ れ た 461 nm light の through ピ ー ク に す seaborne る he の レ ー ザ ー の light through ピ ー ク の phase position) seaborne を マ イ ク ロ コ ン ピ ュ ー タ で analytical し, he の レ ー ザ ー light (external resonator Semiconductor レ, ザ, ザ) the length of the <s:1> resonator is へフィ, ドバッ, ドバッ, た.

项目成果

Srのホローカソードランプを用いた複屈折原子気体レーザーロック

使用锶空心阴极灯的双折射原子气体激光锁定

• 发表时间: 2022
• 作者: 岡本直大;佐藤拓海;青木貴稔;鳥井寿夫
• 通讯作者: 鳥井寿夫

PyrexガラスセルにおけるRb原子の光誘起脱離の特性

Pyrex 玻璃池中 Rb 原子光致脱附的特性

• 发表时间: 2022
• 作者: 高村昭吉;青木貴稔;鳥井寿夫
• 通讯作者: 鳥井寿夫

Birefringent atomic vapor laser lock for laser cooling experiment

用于激光冷却实验的双折射原子蒸气激光锁

• 发表时间: 2022
• 作者: N. Okamoto;T. Sato;T.Aoki;Y.Torii
• 通讯作者: Y.Torii

Birefringent atomic vapor laser lock in a hollow cathode lamp

• DOI: 10.1364/josab.442465
• 发表时间: 2021-11
• 期刊: Journal of the Optical Society of America B
• 作者: Takumi Sato;Y. Hayakawa;Naohiro Okamoto;Y. Shimomura;T. Aoki;Y. Torii