量子光学的手法で探る量子縮退した異種原子気体間相互作用

使用量子光学方法探索不同原子气体之间的量子简并相互作用

基本信息

批准号：
07J04839
负责人：
赤松大輔
金额：
$ 1.41万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J04839/
关键词：
冷却分子非線形光学極性分子 STIRAP 冷却原子光会合分光

项目摘要

本研究では量子光学的手法を用いて粒子間相互作用を探求することを目的としている。当初の研究計画では原子間相互作用のみを対象としていたが、より多様性に富む分子間、特に極性分子間相互作用をも視野に入れて研究を行うこととした。そこで、昨年度より電気双極子相互作用をする極低温極性分子の生成に挑戦している。本研究では、Stimulated Raman Adiabatic Passage(STIRAP)という現象に着目し、高効率でこのような状態遷移を行うことを計画した。本年度の研究ではその実現可能性に対する基礎研究(予備実験)を行った。以下にその詳細について述べる。(1)最適な中間状態の選定浅く束縛された分子状態から振動基底状態への状態遷移をSTIRAPにより行う際、最も重要なことは、始状態と終状態のどちらに対しても大きな遷移強度を確保できるような中間状態を見つけることである。そこで我々はdepletion spectroscopyと呼ばれる分光を行い、最適な中間状態の遷移強度、遷移周波数を決定した。(2)X^1Σ^+(v"=91)からX^1Σ^+(v"=90)へのSTIRAPによる状態遷移STIRAPを行うには始状態と中間状態、中間状態と終状態を結ぶ周波数の異なる2本のレーザーが必要であるが、STIRAPが位相敏感な現象であるため、これらのレーザーの相対線幅に関して厳しい制約がある。そこで我々は、真空中においた安定な光共振器(Reference Cavity)を用いて外部共振器型半導体レーザーの線幅を30kHz程度まで小さくした狭線幅レーザーを作成した。そしてこの狭線幅レーザーを用いて光会合された分子に対して、X^1Σ^+(v"=91)からX^1Σ^+(v"=90)へのSTIRAPを行い、高効率の振動状態間遷移を実現した。

这项研究旨在使用量子光学技术探索颗粒间相互作用。最初的研究计划仅着眼于原子相互作用，但进行了研究，目的是考虑到更多样化的分子间相互作用，尤其是极性分子间相互作用。因此，自去年以来，我们一直在尝试创建与电偶极子相互作用的极冷的极性分子。在这项研究中，我们专注于称为刺激的拉曼绝热通道（Stirap）的现象，并计划以高效率进行此类状态过渡。今年的研究对其可行性进行了基础研究（初步实验）。详细信息如下说明。（1）选择最佳中间状态在使用搅拌从浅层结合的分子状态到振动基态的状态过渡时，最重要的是找到一个中间状态，该状态可以确保在开始和最终状态下都能确保较大的过渡强度。因此，我们进行了称为耗竭光谱的光谱法，以确定中间状态的最佳过渡强度和过渡频率。（2）要执行从X^1σ^+（V“ = 91）到X^1σ^+（V” = 90）的状态过渡搅拌，两个激光器具有不同频率连接起点和中间状态的激光器以及中间状态，但是搅拌是一种相对敏感的现象，因此对这些相对线条有严格的限制。因此，我们创建了一个狭窄的线宽激光器，其稳定的光谐振器（参考腔）放置在真空中，从而将外部谐振器型半导体激光器的线宽降低至约30 kHz。然后，将与该狭窄线宽激光器的光学相关的分子从X^1σ^+（V“ = 91）搅拌到X^1σ^+（V” = 90），以实现高效的振动状态过渡。