Name: במדידה סיטו של חלון ואקום Birefringence באמצעות 25מ ג+ פלואורסץ (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-06-13T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 3 s
Description: למדו שיטה למדידת חלון ואקום Birefringence באמצעות יוני מגנזיום-25 כגלאים פנימיים. טכניקה זו יוצרת אור מקוטב טהור בתוך תא ואקום לניסויים בקירור לייזר.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו נתמכה חלקית על ידי תוכנית מו"ד המפתח הלאומי של סין (גרנט מס' 2017YFA0304401) והקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (גרנט מס' 11774108, 91336213 ו- 61875065).

1. הגדר את הוראות ההתייחסות עבור מקטבים A ו- B
<ol><li>לשים מקוטב A ו מקטב B לתוך קרן הלייזר (280 נמי' הרביעי לייזר הרמוני) נתיב.</li>
	<li>ודא כי קרן הלייזר ניצבת על פני המשטחים של הקיטוב על-ידי כוונון קפדני של מחזיקי הקיטוב כדי לשמור על אור ההשתקפות האחורית במקרה עם אור האירוע. הערה: כל נהלי היישור הבאים עבור רכיבי האופטיקה חייבים לפעול לפי אותו כלל. מיקום הקיטוב A ו-B בנתיב הלייזר אינו חשוב. המרווח ביניהם צריך להיות גדול מספיק עבור ההתאמה הנוחה בעתיד.</li>
	<li>הניחו מד כוח מאחורי מקטב A וסובבו את הקיטוב כדי למקסם את כוח הפלט. הגדר את זווית אזימוטאל (ראה תוצאות ודיון) של הציר האופטי של קיטוב A כ- 0°. הגדר את הכיוון בכיוון השעון ככיוון החיובי ואת כיוון נגד כיוון השעון ככיוון השלילי בעת התבוננות לאורך כיוון התפשטות האור.<ol>
<li>השתמש בשלב סיבוב מנוע צעד להחזיק מקוטב A ולשים את מד הכוח מאחורי מקוטב A כדי להקליט את זוויות הסיבוב ואת כוחות לייזר פלט. להתאים את הזווית לעומת עקומת כוח עם פונקציה סינוסואידית; מיקום הספק הפלט המרבי של מקטב A הוא מיקום זווית אזימוטאל של 0°.</li>
	</ol>
</li>
	<li>הניחו את מד הכוח מאחורי קוטב B וסובבו את המקוטב B כדי למקסם את כוח הפלט. הזווית אזימוטאל של הציר האופטי של קיטוב B הוא אז גם 0 מעלות.<ol>
<li>השתמש בשלב סיבוב מנוע צעד אחר כדי להחזיק מקוטב B ולשים את מד הכוח מאחורי מקוטב B כדי להקליט את זוויות סיבוב ואת כוחות לייזר פלט. להתאים את הזווית לעומת עקומת כוח עם פונקציה סינוסואידית; מיקום הספק הפלט המרבי של מקטב B הוא מיקום זווית אזימוטאל של 0° (ראה איור 1).</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. הגדר את הוראות ההתייחסות הזוויות האזימוטאל של גלי הגל
<ol><li>הכנסת HWP לנתיב הקרן בין מקטב A לקיטוב B וסיבוב ה-HWP כדי למקסם את כוח הפלט. זווית אזימוטאל של הציר האופטי של HWP היא אז 0°.<ol>
<li>השתמש בשלב סיבוב מנוע צעד כדי להחזיק את HWP ולשים את מד הכוח מאחורי מקוטב B כדי להקליט את זוויות הסיבוב ואת כוחות לייזר פלט. להתאים את הזווית לעומת עקומת כוח עם פונקציה סינוסואידית; מיקום הספק הפלט המרבי של ה-HWP הוא זווית אזימוטאל של 0°.</li>
	</ol>
</li>
	<li>הכנס QWP לנתיב הקרן בין ה-HWP לקיטוב B, סובב את ה-QWP כדי למקסם את כוח הפלט. זווית אזימוטאל של הציר האופטי של ה-QWP היא 0°.<ol>
<li>השתמש בשלב סיבוב מנוע צעד כדי להחזיק את QWP ולשים את מד הכוח מאחורי מקטב B כדי להקליט את זוויות הסיבוב ואת כוחות לייזר פלט. להתאים את הזווית לעומת עקומת כוח עם פונקציה סינוסואידית; מיקום הספק הפלט המרבי של ה-QWP הוא מיקום זווית אזימוטאל של 0°.</li>
	</ol>
</li>
	<li>הסר את המקוטב B ואת מד הכוח משביל הקרן. השתמש בשתי מראות כדי לכוון קרן לייזר לתוך תא הוואקום שבו נמצאת מלכודת יונים כדי לקיים אינטראקציה עם 25מ"ג+ יונים. הערה: כיוון הפצת הלייזר צריך להיות לאורך כיוון השדה המגנטי בתוך תא הוואקום. שדה מגנטי משמש להגדרת ציר הכימות של היונים.</li>
</ol>3. דופלר קירור של יחיד 25 מ"ג+ יונים
<ol><li>הפעל את לייזר אבלציה 532 נארם, שהוא Q-switched Nd:YAG לייזר. קצב החזרה שלו הוא 1 kHz, עם אנרגיית דופק של 150 μJ. לייזר אבלציה מקרן משטח יעד מגנזיום חוט בתוך תא ואקום, ולאחר מכן אטומי מגנזיום (Mg) נפלטים מפני השטח היעד. הערה: יש להפעיל את ספק הכוח עבור מלכודת היונים.</li>
	<li>באותו זמן, להפעיל את 285 nm לייזר ייון לאטומים מ"ג מיונו. לייזר היוניזציה הוא לייזר הרמוני רביעי עם כוח פלט של 1 mW. לייזר היונים יאיר את מרכז מלכודת היונים.</li>
	<li>ודא שרק יון אחד לכוד במלכודת היונים על-ידי הסתכלות על התמונה של התקן מעורב טעון אלקטרונים (EMCCD). תמונה לדוגמה המציגה יונים לכודים מוצגת באיון 2. כל נקודת אור היא יון אחד. אם יש יותר מיון אחד במלכודת, כבה את אספקת החשמל של מלכודת היונים כדי לשחרר את היונים. לאחר מכן חזור על שלבים 3.1-3.2 עד שיון אחד בלבד (כלומר, יחיד) יילכד. הערה: מערכת ההדמיה הביתית של ה-EMCCD מורכבת מארבע עדשות, וההגדלה שלה היא פי 10. המרווח בין היונים הוא כ- 2-10 μm והמרווח בפיקסלים של ה-EMCCD הוא 16 μm. ה-EMCCD יכול, לכן, לשמש לזיהוי קיומו של יון אחד.</li>
	<li>הגדר את השדה המגנטי להיות 6.5 גאוס על ידי התאמת הזרם של סלילים הלמהולץ. השדה המגנטי נמדד על-ידי השוואת התדרים השונים בין שני מעברי מצב הקרקע, <img align="center" alt="Equation" src="/files/ftp_upload/61175/61175eq1.jpg"> <img align="center" alt="Equation" src="/files/ftp_upload/61175/61175eq2.jpg"> ו- . לפרטים על השיטה אנא עיין11.</li>
</ol>4. לנעול את 280 נמי' דופלר קירור תדר לייזר למטר אורך גל12
<ol><li>סרוק את התדירות של לייזר 280 צפון צפון ולספור את מספרי פוטין פלואורסצנטי שנאסף על ידי צינור מכפיל פוטן (PMT) על ידי מונה תדרים. באותו זמן, להקליט את התדירות של הלייזר באמצעות מטר אורך גל. מצא את תדר התהודה0 שבו שיעור הפלואורסץ מגיע למקסימום. הערה: ספירת הפלואורסצנטיות תגדל כאשר תדר הלייזר מתקרב לתדר התהודה היוני ויגיע למקסימום בתדר התהודה <img align="center" alt="Equation" src="/files/ftp_upload/61175/61175eq3.jpg"> .</li>
	<li>נעל את תדר הלייזר למטר אורך הגל באמצעות תוכנית בקרת סרוו דיגיטלית הפועלת במחשב נלווה. לחץ על לחצן נעל בממשק הגרפי של התוכנית כאשר מד אורך הגל מציג קריאה של <img align="center" alt="Equation" src="/files/ftp_upload/61175/61175eq3.jpg"> .</li>
</ol>5. הגדר את עוצמת הלייזר כך שיהיה שווה לעוצמת הרוויה12
<ol><li>שנה את העוצמה של הלייזר על-ידי כוונון כוח הנהיגה של אפנן acousto-אופטי (AOM), המשמש בנתיב הקרן לשינוי התדירות והכוח של הלייזר. להקליט את הכוח ואת ספירת הפלואורסציות.</li>
	<li>התאם את עקומת הכוח ואת ספירת הפלואורסנצס עם Equation (6), והשג את כוח הרוויה <img align="center" alt="Equation" src="/files/ftp_upload/61175/61175eq4a.jpg"> .</li>
	<li>הגדר את כוח הלייזר <img align="center" alt="Equation" src="/files/ftp_upload/61175/61175eq4a.jpg"> על-ידי התאמת כוח הנהיגה של ה-AOM.</li>
</ol>6. למדוד את ההתללות של חלון הוואקום.
<ol><li>לחלופין, התאם את הזוויות האזימוטאל של ה-HWP וה-QWP כדי למקסם את ספירת הפלואורסצינטיות. הקלט את הזוויות האזימוטאל של ה-HWP וה-QWP בסעיפים מרביים, α β.<ol>
<li>השתמש בשלבי הסיבוב של מנוע צעד כדי לסובב את ה-HWP ואת ה-QWP ולהקליט את זוויות הסיבוב ואת ספירות הפלואורסציות המתאימות.</li>
	</ol>
</li>
	<li>השתמש במשוואה (4) וב- Equation (5) כדי לחשב את ההפרה של חלון הוואקום <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/61175/61175eq5.jpg"> ערך ו- .</li>
</ol>

<ol><li>Robens, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-Precision+Optical+Polarization+Synthesizer+for+Ultracold-Atom+Experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+A%22%5BJournal%5D)">High-Precision Optical Polarization Synthesizer for Ultracold-Atom Experiments.</a> Physical Review A. 9 (3), 34016(2018).</li>
<li>Cairncross, W. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Precision+Measurement+of+the+Electron%27s+Electric+Dipole+Moment+Using+Trapped+Molecular+Ions%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Precision Measurement of the Electron's Electric Dipole Moment Using Trapped Molecular Ions.</a> Physical Review Letters. 119 (15), 153001(2017).</li>
<li>Bougas, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fundamentals+of+cavity-enhanced+polarimetry+for+parity-nonconserving+optical+rotation+measurements%3A+Application+to+Xe%2C+Hg%2C+and+I%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+A%22%5BJournal%5D)">Fundamentals of cavity-enhanced polarimetry for parity-nonconserving optical rotation measurements: Application to Xe, Hg, and I.</a> Physical Review A. 89 (5), 52127(2014).</li>
<li>Bragin, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-Energy+Vacuum+Birefringence+and+Dichroism+in+an+Ultra-strong+Laser+Field%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">High-Energy Vacuum Birefringence and Dichroism in an Ultra-strong Laser Field.</a> Physical Review Letters. 119 (25), 250403(2017).</li>
<li>Nicholson, T. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Systematic+evaluation+of+an+atomic+clock+at+total+uncertainty%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Systematic evaluation of an atomic clock at total uncertainty.</a> Nature Communications. 6, 6896(2015).</li>
<li>Roos, C. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Revealing+Quantum+Statistics+with+a+Pair+of+Distant+Atoms%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Revealing Quantum Statistics with a Pair of Distant Atoms.</a> Physical Review Letters. 119 (16), 160401(2017).</li>
<li>Saulius, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-efficiency+optical+transfer+of+torque+to+a+nematic+liquid+crystal+droplet%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">High-efficiency optical transfer of torque to a nematic liquid crystal droplet.</a> Applied Physics Letters. 82, 4657(2003).</li>
<li>Zhu, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Absolute+polarization+measurement+using+a+vector+light+shift%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Absolute polarization measurement using a vector light shift.</a> Physical Review Letters. 111 (24), 243006(2013).</li>
<li>Steffen, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Note%3A+In+situ+measurement+of+vacuum+window+birefringence+by+atomic+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Review+of+Scientific+Instruments%22%5BJournal%5D)">Note: In situ measurement of vacuum window birefringence by atomic spectroscopy.</a> Review of Scientific Instruments. 84 (12), 126103(2013).</li>
<li>Yuan, W. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+method+for+in+situ+measurement+of+vacuum+window+birefringence%5BTitle%5D)+AND+%22Review+of+Scientific+Instruments%22%5BJournal%5D)">A simple method for in situ measurement of vacuum window birefringence.</a> Review of Scientific Instruments. 90 (11), 113001(2019).</li>
<li>Xu, Z. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Precision+measurement+of+the+25Mg%2B+ground-state+hyperfine+constant%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+A%22%5BJournal%5D)">Precision measurement of the 25Mg+ ground-state hyperfine constant.</a> Physical Review A. 96 (5), 052507(2017).</li>
<li>Zhang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+long-term+frequency+stabilized+deep+ultraviolet+laser+for+Mg%2B+ions+trapping+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Review+of+Scientific+Instruments%22%5BJournal%5D)">A long-term frequency stabilized deep ultraviolet laser for Mg+ ions trapping experiments.</a> Review of Scientific Instruments. 84 (12), 123109(2013).</li>
<li>Yuan, W. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Precision+measurement+of+the+light+shift+of+25Mg%2B+ions%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+A%22%5BJournal%5D)">Precision measurement of the light shift of 25Mg+ ions.</a> Physical Review A. 98 (5), 52507(2018).</li>
<li>Loudon, R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLoudon%2C+R+%22The+Quantum+Theory+of+Light%2C+3rd+ed%22">The Quantum Theory of Light, 3rd ed</a>. , Oxford University Press. New York. (2000).</li>
<li>Hu, Z. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Demonstration+of+an+ultrahigh-sensitivity+atom-interferometry+absolute+gravimeter%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+A%22%5BJournal%5D)">Demonstration of an ultrahigh-sensitivity atom-interferometry absolute gravimeter.</a> Physical Review A. 88 (4), 043610(2013).</li>
</ol>

לסופרים אין מה לחשוף.

כתב יד זה מתאר שיטה לביצוע במדידה סיטו של birefringence של חלון הוואקום ואת מצבי הקיטוב של אור הלייזר בתוך תא הוואקום. על ידי התאמת הזוויות האזימוטאל של HWP ו-QWP (α ו-β), ניתן לפצות את ההשפעה של ההפרה של חלון הוואקום (δ ו- ω) כך שניתן יהיה לפצות את הלייזר בתוך תא הוואקום. בשלב זה, קיימת מערכת יחסים מובהקת בין ההפרה של חלון הוואקום לבין הזוויות האזימוטאל של ה-HWP וה-QWP, שמנו אנו יכולים להסיק את ההפרה של חלון הוואקום. שגיאות מדידה של זוויות אזימוטאל משפיעות על הדיוק של מדידת birefringence. לכן, באתחול של שלב זווית אזימוט...

בתחומי מחקר רבים כגוןניסויי אטום קר 1, מדידה של דיפולחשמלי רגע 2, מבחן של זוגיות-אי-שימור3, מדידה של birefringence ואקום4,שעונים אופטיים 5, ניסויי אופטיקהקוונטית 6, ומחקרגביש נוזלי 7, חשוב למדוד במדויק ולשלוט במדויק במצבי הקיטוב של אור לייזר.
בניסויים הכרוכים בשימוש בסביבת ואקום, אפקט ההתרה של חלונות ואקום הנגרמת על-ידי לחץ ישפיע על מצבי הקיטוב של אור לייזר. זה לא אפשרי לשים מנתח קיטוב בתוך תא הוואקום כדי למדוד ישירות את מצבי הקיטוב של אור הלייזר. פתרון אחד הוא להשתמש אטומים או יונים ישירות כמנתח קיטוב סיטו כדי לנתח את birefringence של חלונות ואקום. משמרות האור הווקטוריות של אטומי Cs8 רגישות לדרגות הקיטוב הליניארי של אור הלייזר9. אבל שיטה זו גוזלת זמן ותוכל ליישם אותה רק על זיהוי אור לייזר מקוטב ליניארי.
מוצג הוא חדש, מהיר, מדויק, בשיטת situ כדי לקבוע את מצבי הקיטוב של אור לייזר בתוך תא ואקום מבוסס על מקסום יחיד 25מ ג+ פלואורססנס במלכודת יון. השיטה מבוססת על הקשר של פלואורסץ יון מצבי קיטוב של אור הלייזר, אשר מושפע על ידי birefringence של חלון ואקום. השיטה המוצעת משמשת לזיהוי birefringence של חלונות ואקום ודרגות של קיטוב מעגלי של אור לייזר בתוך תא ואקום10.
השיטה ישימה לאטומים או יונים שקצב הפלואורסצנס שלהם רגיש ל מצבי הקיטוב של אור לייזר. בנוסף, בעוד ההדגמה משמשת להכנת אור מקוטב באופן מעגלי גהיד, עם הידיעה על ההתדפסות של חלון הוואקום, ניתן להכין מצבי קיטוב שרירותיים של אור לייזר בתוך תא הוואקום. לכן, השיטה היא די שימושית עבור מגוון רחב של ניסויים.

<table><tbody><tr><td>280 ננומטר דופלר קירור</td><td>לייזר Toptica</td><td>SYST DL-FHG Pro 280</td><td>דופלר קירור לייזר</td></tr><tr><td>285 ננומטר יינון לייזר</td><td>Toptica</td><td>SYST DL-FHG Pro 285</td><td>יינון</td></tr><tr><td>לייזר אבלציה</td><td>צ'אנגצ'ון תעשיות חדשות אופטואלקטרוניקה טכנולוגיה</td><td>EL-532-1.5W</td><td>Q-switched Nd:YAG לייזר</td></tr><tr><td>AOM</td><td>Gooch & Housego</td><td>AOMO 3200-1220</td><td>wavelengh עד 257 ננומטר</td></tr><tr><td>מצלמת EMCCD</td><td>Andor</td><td>iXon3 897</td><td>הדמיה של 25Mg+ במלכודת יונים</td></tr><tr><td>מקטב Glan-Taylor</td><td>Union Optic</td> יחס הבחנה <td>מותאם אישית</td><td>1e-6</td></tr><tr><td>חצי לוחית גל</td><td>איחוד אופטי</td><td>מותאם אישית</td><td>עשוי קוורץ</td></tr><tr><td>צינור מכפיל פוטון</td><td>Hamamatsu</td><td>H8259-09</td><td>ספירת פלורסנט</td></tr><tr><td>מד כוח</td><td>Thorlabs</td><td>PM100D</td><td>צג כוח לייזר</td></tr><tr><td>רבע לוחית גל</td><td>איחוד אופטי</td><td>מותאם אישית</td><td>עשוי קוורץ</td></tr><tr><td>מראה</td><td>יוניון אופטי</td><td>דיאלקטרי מותאם אישית</td><td>מצופה עבור 280 ננומטר</td></tr><tr><td>שלב סיבוב מנוע</td><td>צעד Thorlabs</td><td>K10CR1 / M</td><td>לוחות גל מסתובבים</td></tr><tr><td>תא</td> <td>ואקוםKimball Physics</td><td>MCF800-SphSq-G2E4C4</td><td>עשוי</td></tr><tr><td>חלון ואקום</td> טיטניום <td>Union Optic</td><td>Custom</td><td>עשוי מסיליקה התמזגה</td></tr></tbody></table>

במדידה סיטו של חלון ואקום birefringence באמצעות 25מ ג+ פלואורסץ

In Situ Measurement of Vacuum Window Birefringence using 25Mg+ Fluorescence

שליטה מדויקת במצבי הקיטוב של אור לייזר חשובה בניסויי מדידה מדויקים. בניסויים הכרוכים בשימוש בסביבת ואקום, אפקט ההתרה בלחץ של חלונות הוואקום ישפיע על מצבי הקיטוב של אור לייזר בתוך מערכת הוואקום, וקשה מאוד למדוד ולייעל את מצבי הקיטוב של אור הלייזר בסיטו. מטרת פרוטוקול זה היא להדגים כיצד לייעל את מצבי הקיטוב של אור הלייזר בהתבסס על הפלואורסצנטיות של יונים במערכת הוואקום, וכיצד לחשב את ההפרה של חלונות ואקום בהתבסס על זוויות אזימוטאל של לוחות גל חיצוני עם מטריצת Mueller. הפלואורסצנטיות של 25מ"ג+ יונים המושרה על ידי אור לייזר מהדהד עם המעבר של |32P3/2,F = 4, mF = 4 <img align="center" alt="Equation 100" src="/files/ftp_upload/61175/61175img1.jpg" style="color: rgb(68, 0, 68); font-size: 18px; font-weight: 700;"> → | 32S1/2, F =3, mF = 3 הוארגיש למצב <img align="center" alt="Equation 100" src="/files/ftp_upload/61175/61175img1.jpg" style="color: rgb(68, 0, 68); font-size: 18px; font-weight: 700;">   הקיטוב של אור הלייזר, ופלואורסץ מרבי יצפה עם אור מקוטב מעגלי טהור. שילוב של לוח חצי גל (HWP) וצלחת גל רבעון (QWP) יכול להשיג פיגור שלב שרירותי והוא משמש כפייה על birefringence של חלון ואקום. בניסוי זה, מצב הקיטוב של אור הלייזר ממוטב בהתבסס על פלואורסץ של 25מ"ג+ יון עם זוג HWP ו-QWP מחוץ לתא הוואקום. על ידי התאמת זוויות אזימוטאל של HWP ו QWP כדי להשיג פלואורסצינטיות יון מקסימלית, ניתן להשיג אור מקוטב מעגלי טהור בתוך תא הוואקום. עם המידע על זוויות אזימוטאל של HWP החיצוני ו- QWP, ניתן לקבוע את ההפרה של חלון הוואקום.

איור 3 מראה את נתיב הקרן של הניסוי. מקטב B באיור 3a מוסר לאחר אתחול זווית ( איור3b). הלייזר עבר דרך מקטב, HWP, QWP, וחלון ואקום, באופן רציפות. וקטור סטוקס של לייזר הוא <img align="center" alt="Equation" src="/files/ftp_upload/61175/61175eq6.jpg"> , <img align="center" alt="Equation" src="/files/ftp_upload/61175/61175eq7.jpg"> איפה כוח לייזר מנורמל. הווקטור של סטוקס צ...

מוצג כאן היא שיטה כדי למדוד את birefringence של חלונות ואקום על ידי מקסום ספירות פלואורסצסצט הנפלט על ידי דופלר מקורר 25מ ג+ יונים במלכודת יון. birefringence של חלונות ואקום תשנה את מצבי הקיטוב של הלייזר, אשר ניתן לפצות על ידי שינוי זוויות אזימוטאל של לוחות גל חיצוני.

במדידה סיטו של חלון ואקום Birefringence באמצעות 25מ ג+ פלואורסץ

Accurate control of the polarization states of laser light is important in precision measurement experiments. In experiments involving the use of a vacuum ...

השיטה המוצגת כאן, יכולה לשמש לפיצוי בבירפרינג של חלונות ואקום, כדי ליצור אור מקוטב לחלוטין, בתוך תא ואקום. זה יכול להיות יישומים רבים בניסויים הליך מעורבים אטומים קרים או ions. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא, לא אטומים או יונים משמשים לא רק כאובייקטים שיש להתחיל, אלא גם, כמו גלאי in-situ של מצבי קיטוב.אז, אנחנו יכולים להימנע מהכנסת מנתח קיטוב למערכת הוואקום. הדגמת ההליך תהיה וון האו יואן, מהנדס מהמעבדה שלנו, ג'י יו מה ופנג האו, שני סטודנטים לדוקטורט מהמעבדה שלנו. כדי להגדיר את כיווני הייחוס עבור מקטבי A ו- B, מקם את הקיטובים בנתיב של קרן לייזר הרמונית רביעית של 280 ננומטר, והתאם בזהירות את מחזיקי הקיטוב כדי לשמור על אור ההשתקפות האחורית בקנה אחד עם אור האירוע, כדי לשמור על קרן הלייזר בניצב למשטחי הקיטוב.מניחים מד כוח מאחורי מקטב A, ולסובב את הקיטוב כדי למקסם את כוח הפלט. הקלט את הזווית של מקטב A על ידי שלב סיבוב מנוע צעד ואת הכוח מאחורי קיטוב A, על ידי מד כוח. לאחר מכן, מקם את מד הכוח מאחורי מקטב B וסובב את הקיטוב B כדי למקסם את כוח הפלט.הקלט את הזווית של מקטב B, לפי שלב סיבוב מנוע צעד ואת הכוח מאחורי קיטוב B, על ידי מד כוח. כדי להגדיר את כיווני הייחוס עבור זוויות azimuthal של לוחות הגל, מניחים חצי גל צלחת לתוך נתיב הקרן בין הקיטובים ולסובב את לוח הגל כדי למקסם את כוח הפלט. השתמש מד הכוח מאחורי קיטוב B, כדי להקליט את זוויות הסיבוב ואת כוחות לייזר פלט.מניחים צלחת של רבע גל בנתיב הקרן בין לוחית חצי הגל לקיטוב B, ומסובבים את לוחית רבע הגלים כדי למקסם את כוח הפלט. השתמש מד הכוח מאחורי קיטוב B, כדי להקליט את זוויות הסיבוב ואת כוחות לייזר פלט. לאחר מכן הסירו את הקיטוב B ואת מד הכוח ממתיב הקרן.השתמש בשתי מראות כדי לכוון את קרן הלייזר לתוך תא ואקום המאכלס מלכודת יון, כדי לקיים אינטראקציה עם מגנזיום-25 ions. לקירור דופלר של יון מגנזיום-25 יחיד, סובב תחילה לייזר אבלציה של 532 ננומטר ולייזר יינון ננומטר 285. כדי לוודא שרק יון אחד לכוד במלכודת היונים, התבינו בתמונה של התקן טעון מוכפל באלקטרון.אטומי מגנזיום יש שלושה איזוטופים, אז אנחנו נהיה בטוח לנתח מגנזיום-25 איזוטופים, באמצעות תדירות יינון נכונה. לאחר מכן להתאים את זרם סליל מחזיק HEM, כדי להגדיר את השדה המגנטי ל 6.5 Gals. כדי לנעול את תדר לייזר קירור דופלר למטר אורך גל, השתמש מונה תדר כדי לפשט את התדירות של לייזר 280 ננומטר ואת צינור מכפיל פוטון, תוך שימוש במטר אורך גל כדי לתעד את תדירות הלייזר.כאשר תדר תהודה שבו קצב הפלואורסצנטיות מגיע למקסימום, השתמש בתוכנית בקרת סרוו דיגיטלית, כדי לנעול את תדר הלייזר למטר אורך הגל. כדי להגדיר את עוצמת הלייזר כדי להשוות את עוצמת הרוויה, להתאים את כוח הנהיגה של אפנון acousto-אופטי, כדי להגדיר את כוחו של הלייזר. תקליט את ספירת הכוח והנוהורסצנטיות ולהשתמש במשוואות המתאימות כדי להתאים את עקומת הכוח ואת ספירת הפלואורסצנטיות, כדי להשיג את כוח הרוויה.לאחר מכן התאימו את כוח הנהיגה של אפנון האקולטו-אופטי, כדי להגדיר את כוח הלייזר לכוח הרוויה הנחוש. לחלופין, התאימו את הזוויות האזימותליות של לוחות החצי ורבע הגלים קרובים, כדי למקסם את ספירת הפלואורסצנטיות ביד ולתרשם את הזוויות האזימותליות של הלוחות, בספירה המרבית שלהם. לאחר מכן השתמש בשלבי הסיבוב המוטורי של Stepper כדי לסובב את הלוחות ולהקליט את זוויות הסיבוב ואת ספירת הפלואורסצנטיות המתאימה.מכיוון שלמגנזיום-25 יון יש 48 רמות Zeeman, לא ניתן להפיק פתרונות אנליטיים משוואות התעריפים. עם זאת, ניתן לדמות נתונים אלה באמצעות תוכנית מספרית. כאן מוצגים היחסים בין מצבי הקיטוב לבין ספירת הפלואורסצנטיות ברמות אור שונות, המצביעות על כך שאור הקיטוב של האור בתוך תא הוואקום לניתוח זה היה גדול מ-0.999, כאשר ספירת הפלואורסצנטיות הוגדלה.במצב זה, התנודות של ספירת הפלואורסצנטיות היו פחות מ 2%כאן, היחסים של כוח הלייזר ואת ספירת הפלואורסצנטיות תחת תדרי כוונון D שונים, מוצג. התוויית הנתונים לעקומות מאפשרת קביעת ערך הה הספק הרווי בכל תדר. על ידי תיקון הזווית האזימוטית של לוח גל אחד, סיבוב השני, והקלטת הזוויות וספירת הפלואורסצנטיות, ניתן להעריך את ההבדלים בין התוצאות התיאורטיות והניסוייות.בניתוח זה, הנתונים התיאורטיים והניסויים הותאמו באופן הדוק, המדגימים את אמינות השיטה. כאשר מכניסים את הקיטובים ואת לוחות הגל לנתיבי לייזר, זכרו כי קרן הלייזר חייבת להיות מאונך למשטחים על כל יסוד קיטוב. כמו birefringence או חלון מושפע הטמפרטורה, אנחנו יכולים להשתמש בשיטה פשוטה ומהירה זו, כדי לפצות על חלק מההשפעות בזמן אמת, עבור המשוב שלך שתי לוחות גל.שיטה זו מספקת מידה להשגת מדידות, של בירפרציה של חלונות בשדות מבוססי ואקום, כגון שעונים אופטיים וניסויים.

in-situ-measurement-vacuum-window-birefringence-using-25mg

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

חיישני microcavity פלורסנט ליבות להעסיק גבוה ציפוי מדד קוונטים-dot בערוץ של סיליקה microcapillaries. שינויים במקדם השביר של נוזלים נשאבים לתוך סיבת ערוץ נימי המשמרות בספקטרום פלואורסצנטי microcavity שניתן להשתמש בו כדי לנתח את מדיום הערוץ.

סינתזה והפעלה של microcavities פלורסנט ליבות לחישת Refractometric

כאן אנו מציגים פרוטוקול לבנות ספקטרומטר רילואן מהיר. מדורג מערך שלב כמעט צילם etalons (VIPA) להשיג מהירות מדידה יותר מ -1,000 פעמים מהר יותר מאשר ספקטרומטרים פברי פרו- סריקה מסורתית. שיפור זה מספק את האמצעים לניתוח רילואן של רקמה וביו-חומרים בכוח הרמות נמוכות in vivo.

ספקטרומטר תת-GHz מהירות גבוהה לניתוח פיזור רילואן

אנו מציגים את VacuSIP, שיטה פשוטה, לא פולשנית ואמינה לדגימה נקודתית נקייה ומדויקת של מים. המערכת פותחה והוערכה לאיסוף בו-זמני של המים הנשאפים והנשפים על ידי מזיני תרחיף בנתיים באתרם, כדי למדוד בצורה נקייה הסרה והפרשה של חלקיקים ותרכובות מומסות.

VacuSIP, שיטת INEX משופרת<em&gt; באתרו</em&gt; מדידה של חלקיקים מומס תרכובות מעובד על ידי האכלת השעית Active

אנו מתארים את בניית ספקטרומטר (CW-SBS) מהירה continuous-wave-גירוי-ברילואן-פיזור. ספקטרומטר מעסיקה בתדר יחיד דיודות-לייזר, אדי אטומי חריץ-מסנן כדי לרכוש שידור ספקטרום של דגימות עכורים/הלא-עכורים עם רזולוציה גבוהה ספקטרלי-מהירויות של עד 100-fold מהר יותר מאשר אלה של ספקטרומטרים CW-SBS הקיים. שיפור זה מאפשר ניתוח גשמי ברילואן במהירות גבוהה.<br...

ספקטרומטר פיזור מהיר ברילואן מגורה מכ לניתוח גשמי

כאן, אנו מציגים את שיטת האפיון ספקטרוסקופיות של מולקולות אורגניות באמצעות פוטולומיניסנציה זמן לפתור ספקטרוסקופיה בציר ננו-כדי-אלפית בתנאים ללא חמצן. שיטות כדי להסיר ביעילות חמצן מן הדגימות ולהגביל, לפיכך, הפריה חוץ גופית שכבתה מתוארים גם.

זמן לפתור Photophysical אפיון של שלישיה-קציר תרכובות אורגניות ללא חמצן-הסביבה שימוש iCCD המצלמה

נהלי ייצור יון לנתניד קשוב מאוד דיסקות chelating הרכבות polymolecular מוצגים. התגובה מגנטי מוכתב על ידי גודל ההרכבה, אשר מותאם על ידי ההבלטה דרך ממברנות nanopore. של ההרכבות alignability מגנטיות, טמפרטורה-induced שינויים מבניים המפוקחים על-ידי שבירה כפולה מדידות, טכניקה ללא תשלום תהודה מגנטית גרעינית, פיזור ניוטרון זווית קטנה.

תהליכי ייצור ומדידות שבירה כפולה עבור תכנון יון לנתניד דיסקות מגיב Chelating פוספוליפיד להרכבות

במהלך אינדוקציה ואקום ההיתוך, ספקטרוסקופיית התמוטטות הנגרמת לייזר משמש לביצוע ניתוח כמותי בזמן אמת של רכיבי המרכיב העיקרי של סגסוגת מותכת.

אנליזה כמותית של אינדוקציה ואקום התכה על-ידי ספקטרוסקופיית לייזר המושרה

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לבצע ספקטרוסקופיה גז רגיש, במרחב נפתרה באזור אמצע אינפרא-אדום, באמצעות ארבעה גלים מנוונת ערבוב בשילוב עם זיהוי upconversion.

אינפרא-אדום מנוונת ארבעה גלים ערבוב עם זיהוי Upconversion עבור גז כמותיים חישה

מאמר זה מספק הוראות שלב אחר שלב לביצוע מדידות FRET מדויקות מתוקנות במלואן על ביומולקולים בודדים, המפזרים בחופשיות באמצעות קוד פתוח, smfBox זול, החל מהפעלת, דרך יישור ומיקוד, לאיסוף וניתוח נתונים.

ביצוע מדידות FRET מדויקות ומדויקות באמצעות smfBox קוד פתוח

כאן מוצגת גישה להדמיה תוך-ורידית ארוכת טווח באמצעות חלונות סיליקון שקופים אופטית, הניתנים להדבקה ישירות לרקמה/איבר המעניין ולעור. חלונות אלה זולים ורב-תכליתיים יותר מאחרים הנהוגים כיום בשטח, וההחדרה הכירורגית גורמת לדלקת מוגבלת ולמצוקה לבעלי החיים.

הדמיה תוך-ורידית אורכית דרך חלונות סיליקון שקופים

ספקטרוסקופיית רמאן של תאים נוזליים (FCRS) מאפשרת תצפיות אופרנדו על תופעות תגובה והובלה במהלך קורוזיה מימית של כוסות סיליקט ברמה מיקרוסקופית, בטמפרטורות גבוהות ובזמן אמת. מבלי להפריע לתהליכים מתמשכים, FCRS מספק מידע על מנגנוני תגובה, קינטיקה ותהליכי הובלה.

ספקטרוסקופיה של תא נוזל רמאן למחקרי אופרנדו של תופעות תגובה והובלה במהלך קורוזיה של זכוכית סיליקט

למדו שיטה למדידת חלון ואקום Birefringence באמצעות יוני מגנזיום-25 כגלאים פנימיים. טכניקה זו יוצרת אור מקוטב טהור בתוך תא ואקום לניסויים בקירור לייזר.

במדידה סיטו של חלון ואקום Birefringence באמצעות ²⁵מ ג⁺ פלואורסץ

גלה סרטונים נוספים