制御された雑音光による高効率レーザー冷却

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本研究は、スペクトルを制御した雑音光を用いたレーザー冷却法を提案し、室温のガラスセルに封入された原子を熱平衡状態から直接、高効率で冷却・トラップすることを目的とする。現在までのところ、原子を冷却・トラップする段階に至ってはいないが、高効率レーザー冷却用の制御可能な雑音光を発生させ、諸特性の評価を行なうことができた。また、発生させた雑音光を用いて新しい高分解能レーザー分光法の開発を行なった。(1)スペクトル制御用プログラムの開発: 計算機によって、スペクトル整形用高速E/Oモジュレータを制御するための雑音波形を発生させるプログラムを開発し、振幅、統計性、相関時間など波形の諸性質を特徴づけるパラメータを制御することができるようになった。(2)制御された雑音光の発生: 上記(1)で得られたスペクトル制御用プログラムを用いて発生させた雑音波形を任意波形発生器に転送し、高速光変調信号として高速E/Oモジュレータに出力する。半導体レーザーの光出力をE/Oモジュレータによって強度或は位相に変調を加えることにより、100MHz近くのスペクトル帯域をもち種々の統計的性質が制御可能な雑音光を発生させた。(3)雑音光を用いた新しい高分解能レーザー分光法の開発: 雑音光励起と出力波形のスペクトル解析に基づく分光法という観点から、制御された雑音光を用いた新しい分光法を開発した。ルビジウム原子セルに円偏光にした雑音光を入射させてD_1線に共鳴させ、その透過光の波形をフーリエ変換したパワースペクトルを測定することにより、基底状態のゼーマン信号を観測した。また、直線偏光にした雑音光を入射させ、励起状態からの発光波形のパワースペクトルを測定することにより、励起状態のゼーマン信号を観測した。