モードロックレーザー同期共振器セルを用いた広帯域・高感度・高分解能分光システム

本年度は当初の研究実施計画にそって、まず、フェムト秒モードロックレーザーを非線形ファイバーを使って、オクターブ幅まで発振する光コム発生器とした。次に、フェムト秒レーザーのオフセットロックを実現し、周波数軸での絶対安定性を高めた。さらに、オフセット周波数をロックが外れないように1 FSR周波数だけ連続掃引することに成功し、光コムを実質的に300THzから600THzの全周波数領域をカバーする分光光源とした。その上で、別に準備した外部共振器型半導体レーザーを光ヘテロダイン法を用いて光コムの最近接モードに位相安定化すること成功した。その際の半導体レーザーの線幅が1Hzまで狭窄化されていることを確認した。さらに、光コムの異なる2つのモードに2台の半導体レーザーをそれぞれ位相安定化することにも成功した。このような2本のレーザー光を使ってRb原子の2重共鳴分光を行い、実際の原子の系に3準位系のコヒーレント状態が生成されていることを、位相敏感検出方を使って直接検証した。すなわち、量子状態を表す波動関数の位相につていての情報を直接引き出すことに成功した。

本年度は当初の研究実施計画にそって、まず、フェムト秒モードロックレーザーを非線形ファイバーを使って、オクターブ幅まで発振する光コム発生器とした。次に、フェムト秒レーザーのオフセットロックを実現し、周波数軸での絶対安定性を高めた。さらに、オフセット周波数をロックが外れないように1 FSR周波数だけ連続掃引することに成功し、光コムを実質的に300THzから600THzの全周波数領域をカバーする分光光源とした。その上で、別に準備した外部共振器型半導体レーザーを光ヘテロダイン法を用いて光コムの最近接モードに位相安定化すること成功した。その際の半導体レーザーの線幅が1Hzまで狭窄化されていることを確認した。さらに、光コムの異なる2つのモードに2台の半導体レーザーをそれぞれ位相安定化することにも成功した。このような2本のレーザー光を使ってRb原子の2重共鳴分光を行い、実際の原子の系に3準位系のコヒーレント状態が生成されていることを、位相敏感検出方を使って直接検証した。すなわち、量子状態を表す波動関数の位相につていての情報を直接引き出すことに成功した。