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 理学部 物理学科 量子エレクトロニクス教室
 Quantum Electronics Laboratory
■ 概要
量子エレクトロニクスは原子,分子,イオン等と電磁波との相互作用を利用するエレクトロニクスで,レーザーを中心に非常に広範囲の分野が含まれている。当教室では「レーザーによる分光計測とその応用」に重点を置いて研究を進めている。
 現在の主要な研究課題は下記の通りである。
1.高分解能原子線半導体レーザー分光
 本研究室は,現在,高分解能原子線半導体レーザー分光装置を開発し,高分解能レーザー核分光を行っている。今年度は,希土類元素Gd, Dy 及びEr原子に対し,400nm付近の紫外領域における分光測定を行った。Gdについて5つの遷移,Dyについて2つの遷移,Erについて1つの遷移のスペクトルを観測し,同位体シフトと超微細構造定数を求めた。また,同位体シフトから,特殊質量シフトや体積シフトを導いた。
2.原子のシュタルク効果の研究
 これまでに、高分解能レーザー分光法により単電子系のアルカリ原子及び2電子系のBa原子のシュタルク効果の研究をしてきた。今年度は,希土類元素のYb原子の測定を行った。約73 kV/cmまでの強電場を印加し,Yb原子の4f146s2 1S0 ― 4f146s6p 1P1(398.8 nm)遷移のシュタルクスペクトルを観測した。シュタルクシフトや分岐の電場依存性を詳しく測定し,398.8 nm遷移におけるスカラーとテンソル分極率を高精度で決定した。
3.質量分離共鳴イオン化分光
 本研究室の主な研究課題として,共鳴イオン化分光法により原子の同位体を分離し,同位体シフトや原子の励起状態の寿命を測定している。今年度は遅延パルス制御装置を作製し,Mo原子の測定を行った。紫外領域と可視領域の2波長のレーザー光を用いて原子を励起し共鳴イオン化により生成されたイオンをセラトロン検出器で検出した。レーザー発振の遅延時間ごとのイオン計数率を測定し,励起準位の寿命を決定した。
4.リモートセンシングの研究
 本研究室は,レーザーレーダーやデジタルカメラを用いたリモートセンシングの研究を実施している。今年度は地表付近の大気中物質の分布を観測するために,デジタルカメラを用いた実験装置の製作や予備実験を行った。実験の結果,撮影した画像から距離と大気中物質の濃度の関係性が得られ,大気分布の測定が可能であることが確認でき,またその分布が時間的に変化する様子を観測することに成功した。
5.レーザーマイクロビームの開発研究
 本研究室は,現在,ガラスキャピラリーを用いたレーザーマイクロビーム生成の研究を行っている。今年度は,633nmのレーザー光をキャピラリーに入射し,透過強度を測定することによってキャピラリーにおけるレーザー光の集光率を調べた。また,光学レンズをキャピラリーの前に設置し,レンズとキャピラリーを組合せた場合の集光率も測定した。さらに,キャピラリーの外壁にAlを蒸着し,透過率への影響などを考察した。
6. 物理基礎実験の改良及び測定精度の検討
近年,学生が実際の実験で取ったデータを大量に収集し,物理基礎実験における測定精度の検討や実験装置、測定方法の改良を行っている。今年度は,重力加速度の実験に絞って約163 個の学生実験データを収集し,解析をした。重力加速度の測定値のばらつきや誤差を計算し,測定値の分布も求め,慣性モーメントの異なる金属球とものさしを用いた結果を比較し,考察した。
■ Keywords
レーザー分光,超微細構造、同位体シフト、シュタルク効果,共鳴イオン化,質量分離,リモートセンシング,ガラスキャピラリー
■ 教授・准教授・講師の公的役職
1.  金 衛国 :核融合科学研究所共同研究員 ,東京大学原子核科学研究センター共同研究員
■ 当該年度研究業績数一覧表
研究者名 刊行論文 著書 その他 学会発表 その他
発表
和文英文 和文英文 国内国際
















金 衛国   教授
理学博士
  1 1         1  1
 3
 
 1
 
 
箕輪 達哉   准教授
理学博士
    1          
 3
 
 1
 
 
 0 1  0 0  0  1
(0)
 0
(0)
 0
(0)
研究者名 刊行論文 著書 その他 学会発表 その他
発表














金 衛国   教授
理学博士
  1       1
 
 
箕輪 達哉   准教授
理学博士
         
 
 
 0 1  0 0  0  1
(0)
 0
(0)
 0
(0)
(  ):発表数中の特別講演、招請講演、宿題報告、会長講演、基調講演、受賞講演、教育講演(セミナー、レクチャーを含む)、シンポジウム、パネル(ラウンドテーブル)ディスカッション、ワークショップ、公開講座、講習会 (  ):発表数中の特別講演、招請講演、宿題報告、会長講演、基調講演、受賞講演、教育講演(セミナー、レクチャーを含む)、シンポジウム、パネル(ラウンドテーブル)ディスカッション、ワークショップ、公開講座、講習会
■ 刊行論文
1. 安田正美,河野託也,稲場肇,中嶋善晶,洪鋒雷:  時間周波数の標準:高度化への取り組み:フェルミ同位体を用いたYb光格子時計の開発.  光学  39 :122 -127 , 2010
2. 保坂一元,安田正美,河野託也,稲場肇,中嶋善晶,大苗敦,赤松大輔,洪鋒雷:  次世代周波数標準 光格子時計―秒の再定義を目指して(特集 先端物理学研究における精密工学).  精密工学会誌  76 :1234 -1238 , 2010
3. 安田 正美,河野 託也,稲場 肇,中嶋 善晶,保坂 一元,赤松 大輔,洪 鋒雷:  25aRF-1 ^<171>Yb光格子時計の高度化(25aRF 量子エレクトロニクス(周波数標準・イオントラップ),領域1(原子・分子,量子エレクトロニクス,放射線物理)).  日本物理学会講演概要集  65 (0) : , 2010
4. Masami Yasuda,Takuya Kohno,Kazumoto Hosaka,Hajime Inaba,Yoshiaki Nakajima,Feng-Lei Hong:  Yb Optical Lattice Clock at NMIJ, AIST.  2010 CONFERENCE ON LASERS AND ELECTRO-OPTICS (CLEO) AND QUANTUM ELECTRONICS AND LASER SCIENCE CONFERENCE (QELS)  : , 2010
5. Yoshiaki Nakajima,Hajime Inaba,Kana Iwakuni,Kazumoto Hosaka,Atsushi Onae,Kaoru Minoshima,Feng-Lei Hong:  All-fiber-based frequency comb with an intra-cavity waveguide electro-optic modulator.  2010 CONFERENCE ON LASERS AND ELECTRO-OPTICS (CLEO) AND QUANTUM ELECTRONICS AND LASER SCIENCE CONFERENCE (QELS)  : , 2010
6. K. Hosaka,H. Inaba,Y. Nakajima,K. Iwakuni,M. Yasuda,T. Kohno,D. Akamatsu,A. Onae,F-L Hong:  A new clock laser system for an Yb optical lattice clock using a fibre-based frequency comb stabilized to a narrow linewidth laser at 1064 nm.  2010 CONFERENCE ON PRECISION ELECTROMAGNETIC MEASUREMENTS CPEM  :18 -19 , 2010
7. Hajime Inaba,Yoshiaki Nakajima,Kazumoto Hosaka,Kana Iwakuni,Masami Yasuda,Takuya Kohno,Daisuke Akamatsu,Kaoru Minoshima,Atsushi Onae,Feng-Lei Hong:  Fiber-based frequency combs with millihertz-level relative linewidths for optical lattice clocks.  2010 CONFERENCE ON PRECISION ELECTROMAGNETIC MEASUREMENTS CPEM  :442 -443 , 2010
8. Daisuke Akamatsu,Masami Yasuda,Takuya Kohno,Kazumoto Hosaka,Hajime Inaba,Yoshiaki Nakajima,Feng-Lei Hong:  Toward the Yb/Sr Frequency Ratio Measurement: Development of the Sr Optical Lattice Clock at NMIJ, AIST.  2010 CONFERENCE ON PRECISION ELECTROMAGNETIC MEASUREMENTS CPEM  :450 -451 , 2010
9. Feng-Lei Hong,Hajime Inaba,Yoshiaki Nakajima,Kazumoto Hosaka,Takuya Kohno,Masami Yasuda,Daisuke Akamatsu,Atsushi Onae:  Fiber-based frequency combs and optical lattice clocks.  2010 IEEE Photonics Society Summer Topical Meeting Series, PHOSST 2010  :129 -130 , 2010
10. Masami Yasuda,Takuya Kohno,Kazumoto Hosaka,Hajime Inaba,Yoshiaki Nakajima,Daisuke Akamatsu,Feng-Lei Hong:  Improvement of the 171Yb optical lattice clock at NMIJ, AIST.  CPEM Digest (Conference on Precision Electromagnetic Measurements)  :452 -453 , 2010
11. Takuya Kohno,Masami Yasuda,Kazumoto Hosaka,Hajime Inaba,Yoshiaki Nakajima,Daisuke Akamatsu,Feng-Lei Hong:  Absolute frequency measurement of 171Yb in a one-dimensional optical lattice.  CPEM Digest (Conference on Precision Electromagnetic Measurements)  :83 -84 , 2010
12. Masami Yasuda,Takuya Kohno,Hajime Inaba,Yoshiaki Nakajima,Kazumoto Hosaka,Atsushi Onae,Feng-Lei Hong:  Fiber-comb-stabilized light source at 556 nm for magneto-optical trapping of ytterbium.  JOURNAL OF THE OPTICAL SOCIETY OF AMERICA B-OPTICAL PHYSICS  27 (7) :1388 -1393 , 2010
13. Hajime Inaba,Yoshiaki Nakajima,Kazumoto Hosaka,Kana Iwakuni,Masami Yasuda,Daisuke Akamatsu,Takuya Kohno,Atsushi Onae,Feng-Lei Hong:  Low noise optical frequency synthesizer for optical lattice clocks.  Proceedings - 2010 12th International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications, ICEAA'10  :813 -816 , 2010
14. Hosaka K,Yasuda M,Kohno T,Inaba H,Nakajima Y,Onae A,Akamatsu D,Hong F.-L:  The next generation of primary frequency standards: Optical lattice clocks towards a redefinition of the second.  Seimitsu Kogaku Kaishi/Journal of the Japan Society for Precision Engineering  76 (11) :1234 -1238 , 2010
原著
1. 平口 学,大嶋 洋,斎藤善雄,金 衛国,桂川秀嗣:  学生の測定データから探るヤング率測定実験の問題点.  東邦大学教養紀要  42 :21 , 2010
2. Jin WG, Kawamura M, Minowa T:  Stark Shift of the 6s2 1S0 - 6s6p 3P1 Transition in Ba I.  Journal Of The Physical Society Of Japan  80 (2) :025003 , 2011
その他
1. Sakai Y, Takagi S, Jin WG, Takaya K, Yamamoto K, Sugihara T, Sakaue, HA, Yamada, I:  Multi-electron Capture Processes in Highly Charged Ion - Alkali-earth Metal Atom CollisionsIon Excited Atomic Processes as Fundamental Reseaches for New Plasma Diagnostic.  Annual Report of NIFS April 2009-March 2010  :426 , 2010
■ 学会発表
国内学会
1. 河原朋美,上坂友洋,清水陽平,坂口聡志,金衛国,渋沢杏奈,涌井崇志: 高温・低磁場における芳香族分子中の陽子偏極.  日本物理学会第66回年次大会,  新潟,  2011/03
2. 金 衛国,関口達也,野村祐介,多田 葵,箕輪達哉,池田時浩,小林知洋: ガラスキャピラリーによるマイクロレーザービームの生成:レーザー光の伝搬.  日本物理学会第66回年次大会,  新潟,  2011/03
3. 川村将行,小林二千翔,井口善隆,菅野修太郎,箕輪達哉,金衛国: Yb原子の6s2 1S0 - 6s6p 1P1遷移のシュタルク効果.  日本物理学会第66回年次大会,  新潟,  2011/03
4. 川村将行,金衛国,高橋伸行,箕輪達哉: 高分解能レーザー分光によるBa及びアルカリ原子のStark効果の研究.  原子衝突研究協会第35回年会,  奈良,  2010/08
国際学会
1. Sekiguchi T, Tada A, Nomura Y, Minowa T, Jin WG, Ikeda T, Kobayashi T: Biological Irradiation with Laser Microbeam Using Tapered Glass Capillaries : Propagation of Laser Beam.  The 3rd Workshop on Interaction of Ions with Insulators (Wiii2010),  Narita, Japan,  2010/09
その他
1. 稲場肇,保坂一元,安田正美,赤松大輔,大苗敦,中嶋善晶,洪鋒雷: 光周波数コムを用いた633 nmよう素安定化ヘリウムネオンレーザの国際比較「CCL-K11」.  応用物理学会,第71回応用物理学術講演会,    2010
2. 河野託也,安田正美,保坂一元,稲場肇,中嶋善晶,洪鋒雷: 「優秀論文賞受賞記念講演」.  応用物理学会,第71回応用物理学術講演会,    2010
3. 岩國加奈,稲場肇,岩本裕,中嶋善晶,美濃島薫,大苗敦,佐々田博之,洪鋒雷: 光ファイバ・コムのモードフィルタリングによる周波数安定度向上.  応用物理学会,第71回応用物理学術講演会,    2010
4. 中嶋善晶,稲場肇,岩國加奈,保坂一元,大苗敦,安田正美,赤松大輔,洪鋒雷: 狭線幅ファイバコムの開発と応用.  応用物理学会,第71回応用物理学術講演会,    2010
5. 保坂一元,稲場肇,中嶋善晶,岩國加奈,安田正美,河野託也,赤松大輔,大苗敦,洪鋒雷: 光格子時計のための新しい狭線幅レーザー光源.  応用物理学会,第71回応用物理学術講演会,    2010
6. 安田正美,河野託也,稲場肇,中嶋善晶,保坂一元,赤松大輔,洪鋒雷: 171Yb光格子時計の高度化.  日本物理学会,第65回年次大会,    2010
7. Masami Yasuda,Takuya Kohno,Kazumoto Hosaka,Hajime Inaba,Yoshiaki Nakajima,Feng-Lei Hong: Yb Optical Lattice Clock at NMIJ, AIST.  CLEO,    2010
8. Yoshiaki Nakajima,Hajime Inaba,Kazumoto Hosaka,Kana Iwakuni,Atsushi Onae,Kaoru Minoshima,Feng-Lei Hong: All-Fiber-Based Frequency Comb with an Intra-Cavity Waveguide Electro-optic Modulator.  CLEO,    2010
  :Corresponding Author
  :本学研究者