人工的な環境における単一光子波束の伝搬と自然放出過程の研究

本研究は、真空中および人工的な環境下での原子系からの光子の放出過程および単一光子のランダム媒質中の伝搬の問題、単一光子状態の検出などの量子力学的な理論の構築とそれらの実験的な研究を目的としている。本年度は以下の研究成果があった。1光子状態のように電場の確定していない量子状態の光ヘテロダイン検出は不可能である。しかしながら、信号光子と局部発振光子(光電子)の検出過程おける多重検出(光子の多重散乱)確率を量子論的に計算すると、1光子状態の強度スペクトラムに対応する情報を得る事が可能であることを我々は示し、これを量子ヘテロダインと名付けた(投稿準備中)。多重散乱体中(ポリスチレンコロイド)を伝搬するバリスティック(弾道)光子だけを測定できる光ヘテロダイン計測装置を作製した。弾道光子の伝搬には3つの様式があることを遅延光ヘテロダイン法により発見した。ランダム媒体に単一光子波束を入射した場合のバリスティック光子伝搬の量子論を構築したいと考えている。半導体レーザーで励起されたZOTトラップ中のRbからの散乱蛍光を光学的ヘテロダイン法で検出するためにZOTトラップを作製中である。また、極低温原子のトラップには成功していない。極低温原子トラップために、RF電場がdressedされた原子の光暗共鳴の理論的研究を行い、通常の暗共鳴よりも鋭い共鳴となることを見つけた(印刷中)。理論の検証として半導体レーザー+RF電場とカリウムを用いた5準位系でのRF-Dressed光暗共鳴の実験に成功した(投稿準備中)。

本研究は、真空中および人工的な環境下での原子系からの光子の放出過程および単一光子のランダム媒質中の伝搬の問題、単一光子状態の検出などの量子力学的な理論の構築とそれらの実験的な研究を目的としている。本年度は以下の研究成果があった。1光子状態のように電場の確定していない量子状態の光ヘテロダイン検出は不可能である。しかしながら、信号光子と局部発振光子(光電子)の検出過程おける多重検出(光子の多重散乱)確率を量子論的に計算すると、1光子状態の強度スペクトラムに対応する情報を得る事が可能であることを我々は示し、これを量子ヘテロダインと名付けた(投稿準備中)。多重散乱体中(ポリスチレンコロイド)を伝搬するバリスティック(弾道)光子だけを測定できる光ヘテロダイン計測装置を作製した。弾道光子の伝搬には3つの様式があることを遅延光ヘテロダイン法により発見した。ランダム媒体に単一光子波束を入射した場合のバリスティック光子伝搬の量子論を構築したいと考えている。半導体レーザーで励起されたZOTトラップ中のRbからの散乱蛍光を光学的ヘテロダイン法で検出するためにZOTトラップを作製中である。また、極低温原子のトラップには成功していない。極低温原子トラップために、RF電場がdressedされた原子の光暗共鳴の理論的研究を行い、通常の暗共鳴よりも鋭い共鳴となることを見つけた(印刷中)。理論の検証として半導体レーザー+RF電場とカリウムを用いた5準位系でのRF-Dressed光暗共鳴の実験に成功した(投稿準備中)。