광포획된 원자를 이용한 섭동 없는 분광학]{광포획된 원자를 이용한 섭동 없는 분광학

Abstract

본 논문에서는 광포획장치에 포획된 원자를 대상으로 하는분광측정에서의 문제점과 이에 대한 몇몇 해결방안을 소개한다. 원자포획장치는 분광측정 시간의 획기적 증대를 가능케 하지만, 포획력을제공하는 과정이 원자 내부상태에 미치는 섭동 때문에 실제 분광측정의정확도와 정밀도는 크게 제한된다. 광포획장치에서의 섭동은 분광측정에관여하는 두 준위가 겪는 교류 스탁 (ac-Stark) 이동의 차이와 이 차이의공간적인 변화로 나타나며, 각각은 공진주파수의 이동과 공진신호의선폭확대를 가져온다. 이 문제를 해결하기 위한 여러 시도가 있었다. 첫째로 주양자수가 변하는 광주파수 대역의 전이에 관해서는, 특별한파장의 포획광선을 이용하면 교류 스탁 이동의 차이를 없앨 수 있음이제안되었고, 세슘 및 스트론튬 원자에 대해서 성공적으로 적용되었다. 펄스형 레이저를 포획광선으로 하는 광포획장치의 경우에는 펄스당광선세기의 적분값이 특별한 면적조건을 만족하는 경우, 교류 스탁이동에 의한 주파수이동을 없앨 수 있음이 밝혀졌다. 둘째로 마이크로파대역의 전이인 알칼리 금속원자의 바닥상태 초미세구조 전이에 대해서는,특별한 편광의 포획광선을 이용하면, 전이에 관여하는 두 제만 (Zeeman)부준위 사이의 교류 스탁 이동을 없앨 수 있음이 제안된 바 있다.