理学部 物理学科 量子エレクトロニクス教室
Quantum Electronics Laboratory
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■ 概要
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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による原子のゼーマン・シュタルク効果の研究
本研究室では，現在，高分解能原子線半導体レーザー分光装置を開発し，高分解能レーザー分光によるゼーマン・シュタルク効果の研究を行っている。これまでに，単電子のアルカリ原子及び2電子のBa原子の低励起状態の分光実験をしてきた。今年度は， Ba原子の高励起状態におけるゼーマン効果を調べた。電気放電を用いてBa原子を基底状態6s2 1S0から準安定状態6s5d 3D2に占有させ，6s5d 3D2―5d6p 3F2（778.0 nm)遷移の高分解能レーザー分光を行った。強さ28 Gから122 Gまでの磁場をかけ，同遷移のゼーマンスペクトルを詳しく観測した。円偏光のレーザー光を用いて，スペクトルを観測し，直線偏光の結果と比べた。解析により下準位及び上準位のg因子を決定した。下準位のg因子は文献値と一致し，その精度が向上した。上準位のg因子は今回初めて求めた。また，波長掃引を微細に制御できるプログラムも作成した。
2．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
近年，地球大気を取り巻く環境は地球温暖化やオゾン層の破壊，大気汚染などの様々な問題を抱えている。これらの問題を解決するためには，リモートセンシングの観測技術の開発が必要不可欠である。本研究室では，現在，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。これまでに，デジタルカメラを用いた移動可能な観測装置の開発や大気中物質N2，O2，H2Oのラマン散乱光の観測等の研究を行ってきた。今年度は，動的光散乱法による温度の測定を行った。ブラウン運動をしている粒子にレーザー光を照射して，その散乱光を光電子増倍管で観測した。測定結果から温度が上がると拡散係数が増加するので粒子が速く動くことが分かった。この動きをフーリエ変換した結果，周波数成分の温度依存性が確認された。従って，拡散係数は粘性による影響が大きいと考えられ，基準となる温度と比較すれば温度推定が可能になる。
3．ガラスキャピラリーを用いたマイクロ光ビームの開発研究
単一細胞への照射や操作にはマイクロビームが不可欠である。ガラスキャピラリーを用いたマイクロ光ビームには照射位置の同定がしやすいこと及び好ましい任意なサイズのビームが生成できるという特徴がある。本研究室では，現在，ガラスキャピラリーを用いたマイクロ光ビーム生成の研究を行っている。これまでに，キャピラリーにおけるレーザー光の透過を調べ，透過率のキャピラリー出口径や形状への依存性を測定した。今年度は，透過光の回折縞と広がり角を調べた。出口径40μmから100μmのキャピラリーを製作し，透過光の回折縞を観測して，次数毎の透過率及び広がり角を測定した。１次の回折縞の光強度は０次より高く，全体強度の60%程度を占めていることが分かった。一方，広がり角は０次を除いて出口径が大きくなるほど高くなった。また，キャピラリーの外壁にAl等を蒸着し，蒸着による効果も調べた。
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■ Keywords
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半導体レーザー, 高分解能レーザー分光, ゼーマン・シュタルク効果, スペクトル, リモートセンシング, レーザーレーダー, デジタルカメラ, ガラスキャピラリー, マイクロ光ビーム, 光の透過率, 透過光の回折縞
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■ 教授・准教授・講師の公的役職
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■ 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 |
筆
頭 | 共
著 | 筆
頭 | 共
著 |
筆
頭 | 共
著 | 筆
頭 | 共
著 |
筆
頭 | 共
著 |
演
者 | 共
演 | 演
者 | 共
演 |
演
者 | 共
演 |
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金 衛国
教授
理学博士
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| | 1 | |
| | | |
1 | 2 |
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1
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4
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箕輪 達哉
准教授
理学博士
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| | | 1 |
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| 3 |
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5
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| 計 |
0 | ／ | 1 | ／ |
0 | ／ | 0 | ／ |
1 | ／ |
0
(0) | ／ |
1
(0) | ／ |
0
(0) | ／ |
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| 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 |
筆
頭 | 筆
頭
| 筆
頭 | 筆
頭
| 筆
頭 |
演
者 | 演
者
| 演
者 |
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金 衛国
教授
理学博士
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| 1 |
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1 |
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1
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箕輪 達哉
准教授
理学博士
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| |
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| 計 |
0 | 1 |
0 | 0 |
1 |
0
(0) |
1
(0) |
0
(0) |
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( )：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
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( )：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
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■ 刊行論文
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1.
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安田 正美,稲場 肇,河野 託也,田邊 健彦,中嶋 善晶,保坂 一元,赤松 大輔,大苗 敦,鈴山 智也,雨宮 正樹,洪 鋒雷：
26pEE-10 秒の再定義に向けたイッテルビウム光格子時計の絶対周波数計測(26pEE 量子エレクトロニクス(精密測定,極低温分子),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
68
(0)
：
, 2013
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2.
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Feng-Lei Hong,Hajime Inaba,Kana Iwakuni,Yoshiaki Nakajima,Kazumoto Hosaka,Masami Yasuda,Takuya Kohno,Daisuke Akamatsu,Takehiko Tanabe,Sho Okubo,Tomonari Suzuyama,Masaki Amemiya,Atsushi Onae：
Precision Measurement with Optical Frequency Combs and Clocks.
2013 CONFERENCE ON LASERS AND ELECTRO-OPTICS PACIFIC RIM (CLEO-PR)
：
, 2013
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3.
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Hajime Inaba,Kazumoto Hosaka,Masami Yasuda,Yoshiaki Nakajima,Kana Iwakuni,Daisuke Akamatsu,Sho Okubo,Takuya Kohno,Atsushi Onae,Feng-Lei Hong：
Spectroscopy of Yb-171 in an optical lattice based on laser linewidth transfer using a narrow linewidth frequency comb.
OPTICS EXPRESS
21
(7)
：7891
-7896
, 2013
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原著
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1.
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Jin WG, and Minowa T：
Zeeman effect of Sm Atoms by high-resolution diode-laser spectroscopy.
International Journal of Optics
2013
：Article ID 213684
, 2013
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|
その他
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1.
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Kanno S, Kawamura M, Minowa T, Jin WG：
Stark effect in two-electron atoms by high-resolution diode-laser spectroscopy.
JPS Conf. Proc.
1
：013085
-4
, 2014
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2.
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Katoh K, Jin WG, Minowa T, Ikeda T：
Microbeams of visible light by tapered glass capillaries.
JPS Conf. Proc.
1
：014026
-4
, 2014
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3.
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Jin WG, Katoh K, Minowa T, Ikeda T：
Light microbeams by tapered glass capillaries for biological irradiation.
Journal of Computer and Communications
1
：5
-8
, 2013
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■ 学会発表
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国際学会
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1.
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Jin WG, Katoh K, Minowa T, Ikeda T：
Light microbeams by tapered glass capillaries for biological irradiation.
Winter Symposium on Photonics and Optoelectronics (W-SOPO 2013),
Sanya, China,
2013/12
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2.
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Kanno S, Kawamura M, Minowa T, Jin WG：
Stark effect in two-electron atoms by high-resolution diode-laser spectroscopy.
The 12th Asia Pacific Physics Conference (APPC12),
Chiba, Japan,
2013/07
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3.
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Katoh K, Jin WG, Minowa T, Ikeda T：
Microbeams of visible light by tapered glass capillaries.
The 12th Asia Pacific Physics Conference (APPC12),
Chiba, Japan,
2013/07
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4.
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Katoh K, Jin WG, Minowa T, Ikeda T：
Propagation of visible light through tapered glass capillaries for microbeams.
XXVIII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions (ICPEAC 2013),
Lanzhou, China,
2013/07
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5.
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Katoh K, Jin WG, Minowa T, Ikeda T：
Transmission characteristic of visible light through tapered glass capillaries towards microbeams.
The 10th Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim (CLEO-PR 2013),
Kyoto, Japan,
2013/06
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|
その他
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1.
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安田正美,稲場肇,河野託也,田辺健彦,中嶋善晶,保坂一元,赤松大輔,大苗敦,鈴山智也,雨宮正樹,洪鋒雷：
秒の再定義に向けたイッテルビウム光格子時計の絶対周波数計測.
日本物理学会,第68回年次大会,
2013
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2.
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Masami Yasuda,Hajime Inaba,Takuya Kohno,Takehiko Tanabe,Yoshiaki Nakajima,Kazumoto Hosaka,Daisuke Akamatsu,Atushi Onae,Tomonari Suzuyama,Masaki Amemiya,Feng-Lei Hong：
Improved Absolute Frequency Measurement of the 171Yb Optical Lattice Clock towards the Redefinition of the Second.
CLEO,
2013
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3.
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Feng-Lei Hong,Hajime Inaba,Kana Iwakuni,Yoshiaki Nakajima,Kazumoto Hosaka,Masami Yasuda,Takuya Kohno,Daisuke Akamatsu,Takehiko Tanabe,Sho Okubo,Tomonari Suzuyama,Masaki Amemiya,Atsushi Onae：
Precision Measurement with Optical Frequency Combs and Clocks.
CLEOPR,
2013
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