In Situ Misurazione della Finestra a vuoto Birefringence ^{utilizzando 25}Mg^- Fluorescenza

Il metodo qui presentato, può essere utilizzato per compensare in una birifrangenza di finestre a vuoto, per generare una luce puramente polarizzata, all'interno di una camera a vuoto. Può avere molte applicazioni nel procedere esperimenti che coinvolgono atomi freddi o ioni. Il principale vantaggio di questa tecnica è che non atomi o ioni sono usati non solo come oggetti da iniziare, ma anche come rivelatori in situ di stati di polarizzazione.

Quindi, possiamo evitare di mettere un analizzatore di polarizzazione nel sistema del vuoto. A dimostrare la procedura sarà Wen Hao Yuan, un ingegnere del nostro laboratorio, Zhi Yu Ma e Peng Hao, due dottorandi del nostro laboratorio. Per impostare le direzioni di riferimento per i polarizzatori A e B, posizionare i polarizzatori nel percorso di un quarto raggio laser armonico di 280 nanometri e regolare attentamente i supporti del polarizzatore per mantenere la luce di riflessione posteriore coincidente con la luce incidente, per mantenere il raggio laser perpendicolare alle superfici del polarizzatore.

Posizionare un misuratore di potenza dietro il polarizzatore A e ruotare il polarizzatore per massimizzare la potenza di uscita. Registrare l'angolo del polarizzatore A per stepper Motor Rotation Stage e la potenza dietro il polarizzatore A, per misuratore di potenza. Quindi, posizionare il misuratore di potenza dietro il polarizzatore B e ruotare il polarizzatore B per massimizzare la potenza di uscita.

Registrare l'angolo del polarizzatore B, mediante stepper motor rotation stage e la potenza dietro il polarizzatore B, per misuratore di potenza. Per impostare le direzioni di riferimento per gli angoli azimutali delle piastre d'onda, posizionare una mezza piastra d'onda nel percorso del fascio tra i polarizzatori e ruotare la piastra d'onda per massimizzare la potenza di uscita. Utilizzare il misuratore di potenza dietro il polarizzatore B, per registrare gli angoli di rotazione e le potenze laser di uscita.

Posizionare una piastra a quarto d'onda nel percorso del fascio tra la piastra a mezza onda e il polarizzatore B e ruotare la piastra a quarto d'onda per massimizzare la potenza di uscita. Utilizzare il misuratore di potenza dietro il polarizzatore B, per registrare gli angoli di rotazione e le potenze laser di uscita. Quindi rimuovere il polarizzatore B e il misuratore di potenza dal percorso del fascio.

Utilizzare due specchi per dirigere il raggio laser nella camera a vuoto che ospita una trappola ionica, per interagire con ioni di magnesio-25. Per il raffreddamento Doppler di singoli ioni di magnesio-25, prima ha trasformato un laser di ablazione di 532 nanometri e un laser di ionizzazione da 285 nanometri. Per assicurarsi che solo uno ione sia intrappolato nella trappola ionica, guarda l'immagine di un dispositivo accoppiato caricato moltiplicato elettronicamente.

Gli atomi di magnesio hanno tre isotopi, quindi saremo sicuri di analizzare gli isotopi di magnesio-25, usando una frequenza di ionizzazione corretta. Quindi regolare la corrente della bobina di mantiene l'ORLO, per impostare il campo magnetico su 6,5 Gals. Per bloccare la frequenza laser di raffreddamento Doppler a un misuratore di lunghezza d'onda, utilizzare un contatore di frequenza per pelle la frequenza del laser da 280 nanometri e del tubo moltiplicatore di fotoni, mentre si utilizza un misuratore di lunghezza d'onda per registrare la frequenza del laser.

Quando la frequenza risonante alla quale la velocità di fluorescenza raggiunge il massimo, utilizzare un programma di servocontrollo digitale, per bloccare la frequenza laser al misuratore di lunghezza d'onda. Per impostare l'intensità del laser in modo che sia uguale all'intensità di saturazione, regolare la potenza motrice di un modulatore accoto-ottico, per impostare la potenza del laser. Registrare la potenza e il conteggio della fluorescenza e utilizzare le equazioni appropriate per adattarsi alla curva della potenza e al conteggio della fluorescenza, per ottenere la potenza di saturazione.

Quindi regolare la potenza di guida del modulatore acousto-ottico, per impostare la potenza del laser sulla potenza di saturazione determinata. In alternativa, regolare gli angoli azimutali delle placche a mezza e quarto d'onda vicine, per massimizzare il conteggio della fluorescenza a mano e registrare gli angoli azimutali delle piastre, al loro numero massimo. Quindi utilizzare le fasi di rotazione del motore stepper per ruotare le piastre e registrare gli angoli di rotazione e i corrispondenti conteggi di fluorescenza.

Poiché lo ione magnesio-25 ha 48 livelli di Zeeman, le soluzioni analitiche non possono essere derivate dalle equazioni di velocità. Questi dati possono tuttavia essere simulati da un programma numerico. Qui, vengono mostrate le relazioni tra gli stati di polarizzazione e la fluorescenza sotto diverse intensità di luce, indicando che lo stato di polarizzazione della luce all'interno della camera a vuoto per questa analisi, era maggiore di 0,999, quando i conteggi di fluorescenza erano massimizzati.

In questa posizione, la fluttuazione del conteggio della fluorescenza era inferiore al 2%Qui, viene mostrata la relazione tra la potenza laser e il conteggio della fluorescenza sotto diverse frequenze di sintonizzazione D. Tracciare i dati in curve consente di determinare il valore di potenza saturo ad ogni frequenza. Fissando l'angolo azimutale di una piastra d'onda, ruotando l'altra, e registrando gli angoli e il conteggio della fluorescenza, è possibile valutare le differenze tra i risultati teorici e sperimentali.

In questa analisi, i dati teorici e sperimentali sono stati strettamente abbinati, dimostrando l'affidabilità del metodo. Quando si mettono i polarizzatori e le piastre d'onda in percorsi laser, ricorda che il raggio laser deve essere perpendicolare alle superfici su ogni elemento di polarizzazione. Poiché la birifrangenza o la finestra è influenzata dalla temperatura, possiamo usare questo metodo semplice e veloce, per compensare alcuni effetti in tempo reale, per il tuo feedback due piastre d'onda.

Questo metodo fornisce misure per ottenere misurazioni, di birifrangenza delle finestre in campi basati sul vuoto, come orologi ottici ed esperimenti.