冷却カルシウム原子を用いた精密原子干渉計の開発と時間標準への応用

点击翻译按钮获取中文摘要

これまで時間標準にはセシウム原子とマイクロ波を用いた原子干渉計がもちいられてきた。これに対して近年、さらに高精度な時間標準を作成するために、アルカリ土類原子と可視光を用いた原子干渉計の研究が進められている。当研究ではアルカリ土類であるカルシウム原子を用いた精密原子干渉計の開発を目標としている。原子干渉計の精度を上げるには原子を冷却するとよい。当研究ではこれまでに、700℃の熱カルシウム原子ビームから直接、レーザー冷却法の基底となる方法である磁気光学トラップで10^7個程度のカルシウム原子を捕捉した。しかし、この冷却原子を用いて原子干渉計を構成するには、現在原子を操作する423nmのレーザー光がより多く必要となることが予想される。そこで、近年開発された非線形光学結晶BiBO結晶を用いた場合の423nmレーザー光を生成する効率を調べた。一方、以前に引き続き、原子ビームを用いた原子干渉計の研究を進めた。以前、2色場と3準位の相互作用を用いた原子干渉計を研究したが、今回は3色場と4準位が相互作用する原子干渉計を構成し、研究を行った。この原子干渉計は3個の原子干渉計を含み、それらが影響しあう、多重干渉と呼ばれる現象を引き起こすことを予想し、実験によってこれを確かめた。また、以前行ったライトシフト(ACシュタルクシフト)の測定を引き続き行い、精度を上げた。