Development of frequency stabilized diode laser based on a spectroscopic study on magnetically induced circular dichroism of atomic rubidium

ルビジウム原子の磁気円二色性研究に基づく周波数安定化半導体レーザーの開発

宮部 昌文   ; 加藤 政明; 大場 正規 ; 若井田 育夫  ; 渡部 和男; Wendt, K.*

Miyabe, Masabumi; Kato, Masaaki; Oba, Masaki; Wakaida, Ikuo; Watanabe, Kazuo; Wendt, K.*

多段階共鳴イオン化分析法による難分析核種の分析に不可欠な周波数安定化レーザーシステムのうち、根幹となる周波数基準レーザーに、原子の磁気円2色性を利用した方法(DAVLL法)を適用する研究を行った。ルビジウム原子の 線のうち、ドップラー拡がりのある吸収線とドップラーフリー吸収線のそれぞれについて、温度や磁場による磁気円二色性スペクトルの変化を測定し、最も安定な吸収線を選定した。2台の安定化レーザーで光のビートを観測し、ビート周波数の長時間変動から波長安定度を評価した。この結果、ドップラー拡がりのないRb(=3CO3, 4)クロスオーバー吸収線にロックした場合に、波長変動を8時間で50kHz以内にまで抑えることができ、RIMS分析用光源システムの基準レーザーとして十分な安定度が得られることを確認した。

We developed a frequency-stabilized diode laser using magnetically induced circular dichroism. From a spectroscopic study on Rb- line, the most stable Doppler-broadened and Doppler-free lines were determined to be the transition from g=2 ground state of Rb and the crossover resonance from g=3 ground state to e=3 and 4 excited states of Rb respectively. Furthermore, we measured the fluctuation of the laser locked to the Doppler-free line to be 50kHz/8hour and thus revealed the applicability to a several-hours stabilization. The developed laser can be used as a reference laser for frequency stabilization system for multiple tunable lasers for RIMS analysis.