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。

这项研究的目的是利用量子光学技术探索粒子间的相互作用。最初的研究计划只关注原子之间的相互作用，但后来决定开展研究，着眼于更多样化的分子，特别是极性分子之间的相互作用。因此，从去年开始，我们一直在尝试生成具有电偶极相互作用的低温极性分子。在这项研究中，我们重点关注称为受激拉曼绝热通道（STIRAP）的现象，并计划高效地执行这种状态转换。在今年的研究中，我们对此可行性进行了基础研究（初步实验）。详细内容如下所述。 (1)最佳中间态的选择当使用STIRAP进行从浅束缚分子态到振动基态的态跃迁时，最重要的是为初始态和最终态选择大的跃迁强度的目标。就是找到一个可以保障的中间状态。因此，我们进行了称为耗尽光谱的光谱来确定中间态的最佳跃迁强度和频率。 (2) STIRAP 从 X^1Σ^+(v"=91) 到 X^1Σ^+(v"=90) 的状态转换要执行 STIRAP，连接起始状态和中间状态，以及中间状态和最终状态需要两个不同频率的激光器，但由于 STIRAP 是一种相敏现象，因此这些激光器的相对线宽受到严格限制。因此，我们使用放置在真空中的稳定光学腔（参考腔）将外腔半导体激光器的线宽减小到约30kHz，从而创建了窄线宽激光器。然后，利用这种窄线宽激光器，对光关联分子从X^1Σ^+(v"=91)到X^1Σ^+(v"=90)进行STIRAP，从而实现了高效率的转变。振动状态。