ファブリ=ペロ-型レーザー干渉計を用いた微細構造定数の時間変化の測定開発

使用法布里-珀罗激光干涉仪测量精细结构常数随时间变化的研究进展

• 批准号: 06740205
• 负责人: 神田 展行
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06740205/
• 关键词: 微細構造定数; ファブリ=ペロ-干渉計

本研究の目的は、微細構造定数の相対的な時間変化|α/α|をテーブルトップの実験で測定する方法を基礎的な部分で確かめることであった。当初のデザインは、適切な関係の異なる波長のレーザー光源を同時にファブリ=ペロ-型干渉計に入射し、半年〜1年での変化を評価するというものであった。1.レーザー光源の選択2つの光源の波長がα^2の整数倍の関係にあり、実験に用いやすいものを検討した。光源を別々にすると、2台が共に安定化されなければならず、温度変化の影響によって発振器長が相対的に変化しては長期間での実験に向かない。光源は1つのレーザー発振器でなければ無理であることがわかり、計画を変更せざるを得なくなった。2.光の分離と温度変化の影響一つの光源を用いる場合、干渉計で測定するためにそれぞれの光に変調をかけねばならないので、光路を分離する必要があった。分離方法として回折格子を用い、グレーティング角の差を用いることにした。近接する多くの準位からの発振から特定のものを抜き出さなくてはならず、回折格子、レーザー発振の周波数安定化について高精度が要求される。共振器長とグレーティング角は長期間あけても再現できなければならないが、通常手にできる技術では、初期の目標を達成することは困難であることが判った。3.ファブリ=ペロ-型干渉計に対する要求632.8nmと543.5nmのHe-Neレーザー光の場合、両方の波長で干渉する条件は基線長約0.6μm毎に存在する。干渉計のフィネスを10^5にしたとして、光の蓄積時間は3μs程度になる。この間に基線長を0.6μm以上変化させて、それぞれの干渉光の位相をはからねばならないが、技術的にこれは可能であることが判った。以上の困難を解決するため、レーザー周波数の安定度を詳しく調べる必要性を痛感し、その基礎実験のための設備の整備を開始した。

这项研究的目的是验证测量微结构常数|α/α|的基本方法的基本方法。在桌面实验中。最初的设计是同时向Fabry-Perot干涉仪注入不同波长的不同波长的激光光源，以评估六个月至一年的变化。 1。选择激光源，我们研究了α^2的整数倍数中两个光源之间的关系，这使得在实验中易于使用。如果光源是分开的，则必须稳定它们，并且由于温度变化的影响，振荡器的长度相对变化，从而使其不适合长期实验。事实证明，如果没有单个激光振荡器，光源将是不可能的，因此我们被迫更改计划。 2。在使用单个光源时，光分离和温度变化的效果必须调制每个光以用干涉仪测量，因此必须分开光路。将衍射光栅用作分离方法，并使用光栅角度的差异。有必要从近距离接近的许多级别中提取特定的振荡，并且衍射光栅和激光振荡的频率稳定需要高精度。尽管即使在长时间之后也必须复制谐振器的长度和光栅角，但已经发现，使用通常可以使用以实现初始目标的技术很困难。 3。对Fabry-Perot干涉仪的要求：对于632.8 nm和543.5 nm的HE-NE激光束，干扰条件在两个波长下都存在于大约0.6μm的基线长度。如果将干涉仪的技巧设置为10^5，则光的积累时间将约为3μs。在此期间，必须将基线长度更改为0.6μm或更多，以形成每个干扰光的相位，但已经发现这在技术上是可能的。为了解决上述困难，我们开始意识到需要详细研究激光频率的稳定性，并开始为基本实验准备设备。