トラップ中Caイオンの準安定準位光学遷移寿命の研究

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アルミ製超高真空容器内に四重極型電極(リング径:14mm,キャップ電極間:10mm)を設置し、キャップ電極間に周波数1.3MHz,振幅268V_<p-p>の高周波および15.2Vの直流電圧を印加しRFトラップを形成した。トラップ中に電子ビームによりイオン化したカルシウム1価イオンを蓄積し、電気的共鳴吸収法により、蓄積個数が10^4個程度であることを確認した。蓄積イオンのなかで基底準位に存在するイオンの個数をレーザー励起蛍光分光法により測定するために、温度制御された半導体レーザー光(波長:866.2nm)およびチタンサファイアレーザーの第2高調波光(波長:396.8nm、光強度4μW)を、蓄積イオンに照射し蛍光を観測した。このとき、イオン生成のための電子ビームを発生する電子銃のフィラメントからの迷光の統計的ゆらぎが測定感度を制限するため迷光対策を行い、迷光のレベルを現有測定系の7400個/sから、1/8の9200個/s程度に改善した。チタンサファイアレーザー光の第2高調波光のかわりに、基底準位から準安定準位に励起するレーザー光としてチタンサファイアレーザー光(波長:732.2、光強度100mW)を直接入射したばあい、光子計数積分時間を1sとすると、準安定準位3^2D_<3/2>の光学遷移のA係数の下限として6.7(遷移寿命:τ=0.15sに相当)程度まで現有の測定系において測定可能であることがわかった。