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

点击翻译按钮获取中文摘要

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。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示した。多重散乱体中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。これを用いて多重散乱体中の弾道光子の施光度と伝搬時間を測定する装置を開発し、マイクロ度の施光角を測定することに成功した。半導体レーザーを用いてRb原子の光磁気トラップを作ることに成功した。極低温原子のトラップには成功してたので、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ことをここみている。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。さらに複雑な任意のツリー構造をもった多準位の光暗共鳴に関して理論的な研究をおこなった。振動するミラーからの反射を用いて半導体レーザー光の周波数変調法を開発した。この方法では振動変調の混変調が10-7以下であるので、レーザー冷却用光源や超精密分光用の周波数制御に最適である。今年度で研究課題に掲げた実験に用いる装置と理論的な武装が完了したといえよう。