Method Article

25Mg+ 형광을 사용하여 진공 창 비류의 현장 측정

DOI:

10.3791/61175

⸱

June 13th, 2020

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1MOE Key Laboratory of Fundamental Physical Quantities Measurement, Hubei Key Laboratory of Gravitation and Quantum Physics, PGMF and School of Physics, Huazhong University of Science and Technology

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

여기에 제시된 이온 트랩에서 도플러가방출한 형광 수를 최대화하여 진공 창의 자작나무를 측정하는+ 방법이다. 진공 창의 자폐는 외부 파판의 아지무탈 각도를 변경하여 보상 할 수있는 레이저의 편광 상태를 변경합니다.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

정밀 측정 실험에서는 레이저 광의 편광 상태를 정확하게 제어하는 것이 중요합니다. 진공 환경의 사용을 포함하는 실험에서, 진공 창의 응력 유발 비리링효과는 진공 시스템 내부의 레이저 빛의 편광 상태에 영향을 미치고, 현장에서 레이저 광의 편광 상태를 측정하고 최적화하기가 매우 어렵다. 이 프로토콜의 목적은 진공 시스템에서 이온의 형광에 기초하여 레이저 광의 편광 상태를 최적화하는 방법과 뮬러 매트릭스를 가진 외부 파판의 아지무탈 각도를 기반으로 진공 창의 비리링을 계산하는 방법을 입증하는 것입니다. |32 P3/2,F = 4, mF = 4 25+ 2 figure-abstract-1 → | 32S1/2,F =3, mF = figure-abstract-2   3은 레이저 광의 편광 상태에 민감하며, 최대 형광은 순수한 원형 편광광으로 관찰될 것이다. 하프 웨이브 플레이트(HWP)와 쿼터 웨이브 플레이트(QWP)의 조합은 임의의 위상 지연을 달성할 수 있으며 진공 창의 비리 상태를 보상하는 데 사용됩니다. 본 실험에서 레이저 광의 편광 상태는 진공 챔버 외부의 HWP 및 QWP 쌍으로 25Mg+ 이온의 형광에 기초하여 최적화된다. HWP 및 QWP의 아지무탈 각도를 조정하여 최대 이온 형광을 확보함으로써 진공 챔버 내부의 순수한 원형 편광 광을 얻을 수 있습니다. 외부 HWP 및 QWP의 아지무탈 각도에 대한 정보를 통해 진공 창의 자경기를 결정할 수 있습니다.

Introduction

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감기 원자 실험1,전기 편극모멘트 2의측정, 패리티 비보전3의테스트, 진공 비리프링스4,광학 시계5,양자 광학 실험6,액정 연구7등의 많은 연구 분야에서 레이저 광의 편광 상태를 정밀하게 측정하고 정확하게 제어하는 것이 중요하다.

진공 환경의 사용과 관련된 실험에서 진공 창의 스트레스 유발 배금 효과는 레이저 광의 편광 상태에 영향을 미칩니다. 레이저 광의 편광 상태를 직접 측정하기 위해 진공 챔버 내부에 편광 분석기를 넣는 것은 불가능합니다. 한 가지 해결책은 원자 또는 이온을 현장 편광 분석기로 직접 사용하여 진공 창의 비리링을 분석하는 것입니다. Cs 원자8의 벡터 광 변화는 발생률 레이저 라이트9의선형 편광도에 민감하다. 그러나이 방법은 시간이 많이 걸리며 선형 편광 레이저 광 검출에만 적용 할 수 있습니다.

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Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. 편광기 A 및 B에 대한 참조 방향을 설정

  1. 편광기 A와 편광기 B를 레이저 빔(280nm 제4 고조파 레이저) 경로에 넣습니다.
  2. 레이저 빔이 편광기 홀더를 신중하게 조정하여 점광기의 표면에 수직이 되어 있는지 확인하여 백 반사 광을 사고 라이트와 일치시유지합니다.
    참고: 광학 부품에 대한 다음 모든 정렬 절차는 동일한 규칙을 따라야 합니다. 레이저 경로에 편광자 A와 B의 배치는 중요하지 않습니다. 그들 사이의 간격은 미래의 편리한 조정을위해 충분히 커야한다.
  3. 편광기 A 뒤에 파워 미터를 넣고 편광기를 회전하여 출력 전력을 최대화합니다. 편광기 A의 광학 축의 아지무탈 각도(결과 및 토론 참조)를 0°로 정의합니다. 시계 방향은 라이트 전파 방향을 따라 관찰할 때 양수 방향과 시계 반대 방향으로 정의합니다.
    1. 스테퍼 모터 회전 스테이지를 사용하여 편광기 A를 잡고 편광기 A 뒤에 파워 미터를 배치하여 회전 각도와 출력 레이저 파워를 기록합니다. 부비동식 기능으로 각도 대 파워 커브에 맞춥시다. 편광자 A의 최대 출력 전력 위치는 0° 아지무탈 각도 위치입니다.
  4. 편광기 B 뒤에 파워 미터를 넣고 편광기 B를 회전하여 출력 전력을 최대화합니다. 그런 다음 편광편광조 B의 광학 축....

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Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

도 3은 실험의 빔 경로를 나타낸다. 도 3에서편광자B는 각도 초기화 후 제거된다(도3b). 레이저는 편광기, HWP, QWP 및 진공 창을 순차적으로 통과했습니다. 레이저의 스토크스 벡터는 figure-results-1 figure-results-2 정규화된 레이저 전력이 어디에 있는지입니다. 스토크스 벡터는

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Discussion

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이 원고는 진공 창내부의 레이저 광의 배어력 과 편광 상태의 현장 측정에서 수행하는 방법을 설명합니다. HWP와 QWP(α 및 β)의 아지무탈 각도를 조정함으로써 진공 창(δ 및 θ)의 자폐의 효과를 보상하여 진공 챔버 내부의 레이저가 순수한 원형 편광광이 되도록 보상될 수 있다. 이 시점에서, 진공 창의 자폐와 HWP와 QWP의 아지무탈 각도 사이에 명확한 관계가 존재하며, 진공 창의 비리링을 추론 할 수 있습니다. 아지무탈 각도의 측정 오차는 비림부전 측정의 정확도에 영향을 미칩니다. 따라서 파장 아지무탈 각도 단계의 초기화에서 스테퍼 모터 회전 단계는 충분히 정확해야 합니다(~0.001°). 대안으로, 크리스탈 파판, 액정 계파 플레이트 또는 전기 광학 변조기와 같은 다른 일반적인 위상 리타르는 진공 창의 배금률을 보상하는 데 사용될 수 있습니다. 일부 다른 체계적인 불확실성은 레이저의 주파수 및 전력 안정성, PMT의 어두운 수, 샷 노이즈 등과 같은 측정 정확도에도 영향을 미칩니다. 이들은 위안 외

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Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

저자는 공개 할 것이 없습니다.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

이 작품은 중국의 국가 핵심 R&D 프로그램(Grant No. 2017YFA0304401)과 중국 국립자연과학재단(그랜트 No. 11774108, 91336213, 61875065)에 의해 부분적으로 지원되었다.

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
280 nm 도플러 냉각 레이저TopticaSYST DL-FHG Pro 280도플러 냉각 레이저
285 nm 이온화 레이저TopticaSYST DL-FHG Pro 285이온화 레이저
절제 레이저장춘 신산업 광전자 기술EL-532-1.5WQ-switched Nd:YAG 레이저
AOMGooch & HousegoAOMO 3200-1220wavelengh down to 257
nm EMCCD 카메라AndoriXon3 897이미징 이온 트랩에서 25Mg+
Glan-Taylor 편광자Union Optic사용자 정의구별 비율 1e-6
반 파장 플레이트Union Optic
광자 승수 튜브사용자 정의 HamamatsuH8259-09형광 계수
파워 미터ThorlabsPM100D레이저 파워 모니터
쿼터 웨이브 플레이트유니온 옵틱석영으로 만든사용자 정의
미러유니온 옵틱280nm
스테퍼 모터 회전 단계ThorlabsK10CR1 / M회전 파 플레이트
진공 챔버Kimball PhysicsMCF800-SphSq-G2E4C4티타늄으로 제작
진공 창유니온 옵틱융합 실리카로 만든맞춤형
석영 로 만든 용 사용자 정의 유전체 코팅

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Robens, C., et al. High-Precision Optical Polarization Synthesizer for Ultracold-Atom Experiments. Physical Review A. 9 (3), 34016(2018).
  2. Cairncross, W. B., et al. Precision Measurement of the Electron's Electric....

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