Name: In Situ Meting van Vacuüm Venster Birefringence met behulp van 25Mg+ Fluorescentie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-06-13T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 3 s
Description: Leer birefringentie van vacuümvensters meten met behulp van 25Mg+ fluorescentie in een ionenval. Deze methode genereert zuiver gepolariseerd licht voor precisie-experimenten met koude atomen en ionen.

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

Dit werk werd gedeeltelijk ondersteund door het National Key R&D Program of China (Grant No. 2017YFA0304401) en de National Natural Science Foundation of China (Grant No. 11774108, 91336213 en 61875065).

1. De referentierichtingen voor polarisatoren A en B instellen
<ol><li>Zet polarisator A en polarisator B in het laserstraal (280 nm vierde harmonische laser) pad.</li>
	<li>Zorg ervoor dat de laserstraal loodrecht staat op de oppervlakken van de polarisatoren door de polarisatorhouders zorgvuldig aan te passen om het achterreflectielicht te houden dat samenvalt met het invallende licht. OPMERKING: Alle volgende uitlijningsprocedures voor de optiekcomponenten moeten dezelfde regel volgen. De plaatsing van polarisator A en B in het laserpad is niet belangrijk. De afstand tussen hen moet groot genoeg zijn voor de toekomstige handige aanpassing.</li>
	<li>Zet een vermogensmeter achter polarisator A en draai de polarisator om het uitgangsvermogen te maximaliseren. Definieer de azimuthal-hoek (zie Resultaten en Discussie) van de optische as van polarisator A als 0°. Definieer de richting met de klok mee als de positieve richting en de richting tegen de klok in als de negatieve richting bij het observeren langs de richting van de lichtvoortplanting.<ol>
<li>Gebruik een stepper motor rotatie fase om polarisator A te houden en zet de macht meter achter polarisator A om de rotatie hoeken en de output laser bevoegdheden op te nemen. Plaats de hoek versus de vermogenscurve met een sinusoïdale functie; de maximale uitgangspositie van polarisator A is een hoekpositie van 0° azimuthal.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Zet de vermogensmeter achter polarisator B en draai polarisator B om het uitgangsvermogen te maximaliseren. De azimuthal hoek van de optische as van polarisator B is dan ook 0°.<ol>
<li>Gebruik een andere stepper motor rotatie fase om polarisator B te houden en zet de macht meter achter polarisator B om de rotatie hoeken en de output laser bevoegdheden op te nemen. Plaats de hoek versus de vermogenscurve met een sinusoïdale functie; de maximale uitgangspositie van polarisator B is 0° azimuthal-hoekpositie (zie figuur 1).</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Stel de referentierichtingen in voor de azimuthal-hoeken van de golfplaten
<ol><li>Zet een HWP in de bundel pad tussen polarisator A en polarisator B en draai de HWP om het uitgangsvermogen te maximaliseren. De azimuthal hoek van de optische as van de HWP is dan 0°.<ol>
<li>Gebruik een stepper motor rotatie fase om de HWP te houden en zet de vermogensmeter achter polarisator B om de rotatie hoeken en de output laser bevoegdheden op te nemen. Plaats de hoek versus de vermogenscurve met een sinusoïdale functie; de maximale uitgangspositie van de HWP is 0° azimuthal hoek.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Zet een QWP in de bundel pad tussen de HWP en polarisator B, draai de QWP om het uitgangsvermogen te maximaliseren. De azimuthal hoek van de optische as van de QWP is dan 0°.<ol>
<li>Gebruik een stepper motor rotatie fase om de QWP te houden en zet de vermogensmeter achter polarisator B om de rotatiehoeken en de output laser bevoegdheden op te nemen. Plaats de hoek versus de vermogenscurve met een sinusoïdale functie; de maximale uitgangspositie van de QWP is 0° azimuthal hoekpositie.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Verwijder polarisator B en de vermogensmeter van het bundelpad. Gebruik twee spiegels om laserstraal direct in de vacuümkamer die een ionenval huizen om te communiceren met 25Mg+ ionen. OPMERKING: De laservoortplantingsrichting moet zich langs de magnetische veldrichting in de vacuümkamer begeven. Een magnetisch veld wordt gebruikt om de kwantisatieas van de ionen te definiëren.</li>
</ol>3. Doppler koeling van enkele 25Mg+ ionen
<ol><li>Zet de 532 nm ablatie laser, dat is een Q-switched Nd:YAG laser. De herhalingssnelheid is 1 kHz, met pulsenergie van 150 μJ. De ablatie laser bestraalt een magnesium draad doeloppervlak in de vacuümkamer, en vervolgens magnesium (Mg) atomen worden uitgeworpen van het doeloppervlak. LET OP: De voeding voor de ionenval moet worden ingeschakeld.</li>
	<li>Tegelijkertijd zet u de 285 nm ionisatielaser aan op geïoniseerde Mg-atomen. De ionisatielaser is een vierde harmonische laser met een uitgangsvermogen van 1 mW. De ionisatielaser verlicht het midden van de ionenval.</li>
	<li>Zorg ervoor dat er slechts één ion in de ionenvanger zit door te kijken naar het beeld van een vermenigvuldigd gekoppeld apparaat (EMCCD) van een elektron. Een voorbeeldafbeelding met gevangen ionen wordt weergegeven in figuur 2. Elk lichtpuntje is één ion. Als er meer dan één ion in de val zit, schakelt u de voeding van de ionenvanger uit om de ionen los te laten. Herhaal vervolgens stap 3.1-3.2 totdat slechts één (d.w.z., enkele) ionen is vastgemaakt. OPMERKING: Het zelfgemaakte beeldvormingssysteem van de EMCCD bestaat uit vier lenzen en de vergroting ervan is 10x. De ionenafstand is ongeveer 2-10 μm en de pixelafstand van de EMCCD is 16 μm. Het EMCCD kan daarom worden gebruikt om het bestaan van één ion te identificeren.</li>
	<li>Stel het magnetisch veld in op 6,5 Gauss door de stroom van Helmholtz-spoelen aan te passen. Het magnetisch veld wordt gemeten door de verschillende frequenties tussen de twee grondtoestandovergangen te vergelijken, <img align="center" alt="Equation" src="/files/ftp_upload/61175/61175eq1.jpg"> en <img align="center" alt="Equation" src="/files/ftp_upload/61175/61175eq2.jpg"> . Voor meer informatie over de methode verwijzen wij u11.</li>
</ol>4. Vergrendel de Doppler-koellaserfrequentie van 280 nm op een golflengtemeter12
<ol><li>Scan de frequentie van de 280 nm laser en tel de fluorescentiefotonnummers verzameld door een foton multiplierbuis (PMT) door een frequentieteller. Tegelijkertijd registreert u de frequentie van de laser met behulp van een golflengtemeter. Zoek de resonerende frequentie ν0 waar de fluorescentie snelheid bereikt een maximum. OPMERKING: De fluorescentietellingen zullen toenemen wanneer de laserfrequentie zich dicht bij de ionenresonerende frequentie beweegt en een maximum bereiken op de resonerende <img align="center" alt="Equation" src="/files/ftp_upload/61175/61175eq3.jpg"> frequentie.</li>
	<li>Vergrendel de laserfrequentie op de golflengtemeter met behulp van een digitaal servocontroleprogramma dat op een bijbehorende computer wordt uitgevoerd. Klik op de knop Vergrendelen op de grafische interface van het programma wanneer de golflengtemeter een meting van <img align="center" alt="Equation" src="/files/ftp_upload/61175/61175eq3.jpg"> .</li>
</ol>5. Stel de intensiteit van de laser in op gelijke verzadigingsintensiteit12
<ol><li>Verander de kracht van de laser door het aanpassen van de drijvende kracht van een acousto-optische-modulator (AOM), die wordt gebruikt in de straal pad om de frequentie en het vermogen van de laser te veranderen. Noteren van de kracht en de fluorescentie telt.</li>
	<li>Pas de curve van de kracht en de fluorescentie telt met Vergelijking (6), en het verkrijgen van de verzadigingskracht <img align="center" alt="Equation" src="/files/ftp_upload/61175/61175eq4a.jpg"> .</li>
	<li>Stel de laserkracht <img align="center" alt="Equation" src="/files/ftp_upload/61175/61175eq4a.jpg"> in door de rijkracht van de AOM aan te passen.</li>
</ol>6. Meet de birefringence van het vacuümvenster.
<ol><li>Afwisselend, pas de azimuthal hoeken van de HWP en de QWP om de fluorescentie telt te maximaliseren. Noteer de azimuthal hoeken van de HWP en de QWP op maximale tellingen, die α en β.<ol>
<li>Gebruik de steppermotorrotatiefasen om de HWP en het QWP te draaien en de rotatiehoeken en de bijbehorende fluorescentietellingen vast te leggen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Gebruik vergelijking (4) en vergelijking (5) om de birefringence van het vacuümvenster te berekenen <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/61175/61175eq5.jpg"> en .</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>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dit manuscript beschrijft een methode om in situ meting van de birefringence van het vacuümvenster en de polarisatiestaten van het laserlicht binnen de vacuümkamer uit te voeren. Door de azimuthal-hoeken van de HWP en de QWP (α en β) aan te passen, kan het effect van de birefringence van het vacuümvenster (δ en γ) worden gecompenseerd zodat de laser in de vacuümkamer een zuiver circulair gepolariseerd licht is. Op dit punt bestaat er een duidelijke relatie tussen de birefringence van het vacuümvenster en de azimuthal hoe...

In veel onderzoeksgebieden zoals koudeatoomexperimenten 1, meting van het elektrische dipoolmoment2, test van pariteit-nonconservatie3, meting van vacuümbirefringence4, optische klokken5, kwantumoptica experimenten6, en vloeibare kristal studie7, is het belangrijk om de polarisatietoestanden van laserlicht nauwkeurig te meten en nauwkeurig te controleren.
In experimenten met het gebruik van een vacuümomgeving zal het stress-geïnduceerde birefringence-effect van vacuümvensters de polarisatietoestanden van laserlicht beïnvloeden. Het is niet haalbaar om een polarisatieanalyzer in de vacuümkamer te plaatsen om de polarisatietoestanden van het laserlicht direct te meten. Een oplossing is om atomen of ionen direct te gebruiken als een in situ polarisatie analyzer om de birefringence van vacuüm ramen te analyseren. De vectorlichtverschuivingen van Csatomen 8 zijn gevoelig voor de graden van lineaire polarisatie van het incidentielaserlicht9. Maar deze methode is tijdrovend en kan alleen worden toegepast op de lineair gepolariseerde laserlichtdetectie.
Gepresenteerd is een nieuwe, snelle, nauwkeurige, in situ methode om de polarisatie toestanden van laserlicht in de vacuümkamer te bepalen op basis van het maximaliseren van enkele 25Mg+ fluorescentie in een ionenval. De methode is gebaseerd op de relatie van de ionenfluorescentie met de polarisatietoestanden van het laserlicht, die wordt beïnvloed door de birefringence van het vacuümvenster. De voorgestelde methode wordt gebruikt voor het opsporen van de birefringence van vacuüm ramen en graden van circulaire polarisatie van laserlicht in een vacuümkamer10.
De methode is van toepassing op atomen of ionen waarvan de fluorescentie gevoelig is voor de polarisatietoestanden van laserlicht. Bovendien, terwijl de demonstratie wordt gebruikt om een zuiver circulair gepolariseerd licht voor te bereiden, met de kennis van de birefringence van het vacuümvenster, kunnen de willekeurige polarisatiestaten van laserlicht binnen de vacuümkamer worden voorbereid. Daarom is de methode heel nuttig voor een breed scala aan experimenten.

<table><tbody><tr><td>280 nm Doppler cooling laser</td><td>Toptica</td><td>SYST DL-FHG Pro 280</td><td>Doppler cooling laser</td></tr><tr><td>285 nm ionisatielaser</td><td>Toptica</td><td>SYST DL-FHG Pro 285</td><td>ionisatielaser</td></tr><tr><td>Ablatielaser</td><td>Changchun New Industries Optoelectronics Technology</td><td>EL-532-1.5W</td><td>Q-switched Nd:YAG laser</td></tr><tr><td>AOM</td><td>Gooch &amp; Housego</td><td>AOMO 3200-1220</td><td>golflengte tot 257 nm</td></tr><tr><td>EMCCD camera</td><td>Andor</td><td>iXon3 897</td><td>beeldvorming van 25Mg+ in ionenval</td></tr><tr><td>Glan-Taylor polarisator</td><td>Union Optic</td><td>Custom</td><td>onderscheidingsverhouding 1e-6</td></tr><tr><td>Half golfplaat</td><td>Union Optic</td><td>Custom</td><td>gemaakt van kwarts</td></tr><tr><td>Fotomultiplierbuis</td><td>Hamamatsu</td><td>H8259-09</td><td>fluorescentietelling</td></tr><tr><td>Vermogensmeter</td><td>Thorlabs</td><td>PM100D</td><td>laservermogenmonitor</td></tr><tr><td>Kwartgolfplaat</td><td>Union Optic</td><td>Custom</td><td>gemaakt van kwarts</td></tr><tr><td>Spiegel</td><td>Union Optic</td><td>Custom</td><td>diëlektrisch gecoat voor 280 nm</td></tr><tr><td>Steppermotor draaitafel</td><td>Thorlabs</td><td>K10CR1/M</td><td>roterende golfplaten</td></tr><tr><td>Vacuumkamer</td><td>Kimball Physics</td><td>MCF800-SphSq-G2E4C4</td><td>gemaakt van titanium</td></tr><tr><td>Vacuumvenster</td><td>Union Optic</td><td>Custom</td><td>gemaakt van gesmolten silica</td></tr></tbody></table>

in situ meting van vacuüm venster birefringence met behulp van 25mg+ fluorescentie

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

Nauwkeurige controle van de polarisatietoestanden van laserlicht is belangrijk in precisiemetingsexperimenten. In experimenten met het gebruik van een vacuümomgeving zal het stress-geïnduceerde birefringence-effect van de vacuümvensters de polarisatietoestanden van laserlicht in het vacuümsysteem beïnvloeden, en het is zeer moeilijk om de polarisatietoestanden van het laserlicht ter plaatse te meten en te optimaliseren. Het doel van dit protocol is om aan te tonen hoe de polarisatietoestanden van het laserlicht te optimaliseren op basis van de fluorescentie van ionen in het vacuümsysteem, en hoe de birefringence van vacuümvensters te berekenen op basis van azimuthal hoeken van externe golfplaten met Mueller matrix. De fluorescentie van 25Mg+ ionen veroorzaakt door laserlicht dat resonante wijze is met de overgang van |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 = 3is gevoelig voor de <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;">   polarisatietoestand van het laserlicht, en maximale fluorescentie zal worden waargenomen met puur circulair gepolariseerd licht. Een combinatie van halfgolfplaat (HWP) en kwart-golfplaat (QWP) kan willekeurige fasevertraging bereiken en wordt gebruikt voor het compenseren van de birefringence van het vacuümvenster. In dit experiment wordt de polarisatietoestand van het laserlicht geoptimaliseerd op basis van de fluorescentie van 25Mg+ ion met een paar HWP en QWP buiten de vacuümkamer. Door de azimuthalhoeken van de HWP en QWP aan te passen om maximale ionenfluorescentie te verkrijgen, kan men een zuiver circulair gepolariseerd licht in de vacuümkamer verkrijgen. Met de informatie over de azimuthal hoeken van de externe HWP en QWP, kan de birefringence van het vacuümvenster worden bepaald.

Figuur 3 toont het balkpad van het experiment. Polarisator B in figuur 3a wordt verwijderd na hoekinitiatie(figuur 3b). De laser ging door een polarisator, een HWP, een QWP, en het vacuüm venster, sequentieel. De Stokes vector van laser <img align="center" alt="Equation" src="/files/ftp_upload/61175/61175eq6.jpg"> is, waar <img align="center" alt="Equation" src="/fil...

Hier gepresenteerd is een methode om de birefringence van vacuüm ramen te meten door het maximaliseren van de fluorescentie telt uitgezonden door Doppler gekoeld 25Mg+ ionen in een ionenval. De birefringence van vacuümvensters zal de polarisatietoestanden van de laser veranderen, die kunnen worden gecompenseerd door de azimuthalhoeken van externe golfplaten te veranderen.

In Situ Meting van Vacuüm Venster Birefringence met behulp van 25Mg+ Fluorescentie

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

De methode die hier wordt gepresenteerd, kan worden gebruikt om te compenseren in een birefringence van vacuüm ramen, om een zuiver gepolariseerd licht te genereren, in een vacuümkamer. Het kan vele toepassingen in de procedure experimenten waarbij koude atomen of ionen. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat niet atomen of ionen niet alleen worden gebruikt als objecten die moeten worden gestart, maar ook als in-situ detectoren van polarisatietoestanden.We kunnen voorkomen dat we een polarisatieanalyse in het vacuümsysteem stoppen. Het aantonen van de procedure zal Wen Hao Yuan, een ingenieur van ons laboratorium, Zhi Yu Ma en Peng Hao, twee promovendi uit ons laboratorium. Om de referentierichtingen voor de A- en B-polarisatoren in te richten, plaatst u de polarisatoren in het pad van een vierde harmonische laserstraal van 280 nanometer en past u de polarisatorhouders zorgvuldig aan om het achterreflectielicht samen te houden met het invallende licht, om de laserstraal loodrecht op de polaire oppervlakken te houden.Plaats een vermogensmeter achter polarisator A en draai de polarisator om het uitgangsvermogen te maximaliseren. Neem de hoek van polarisator A by Stepper Motor Rotation Stage en de kracht achter polarisator A, door vermogen meter. Plaats vervolgens de vermogensmeter achter polarisator B en draai polarisator B om het uitgangsvermogen te maximaliseren.Neem de hoek van polarisator B, door Stepper Motor Rotation Stage en de macht achter polarisator B, door vermogen meter. Om de referentierichtingen voor de azimuthal-hoeken van de golfplaten in te stellen, plaatst u een halve golfplaat in het bundelpad tussen de polarisatoren en draait u de golfplaat om het uitgangsvermogen te maximaliseren. Gebruik de vermogensmeter achter polarisator B om de rotatiehoeken en de outputlaserkrachten vast te leggen.Plaats een kwart-golf plaat in de bundel pad tussen de halve golf plaat en polarisator B, en draai de kwart-golf plaat om het uitgangsvermogen te maximaliseren. Gebruik de vermogensmeter achter polarisator B om de rotatiehoeken en de outputlaserkrachten vast te leggen. Verwijder vervolgens polarisator B en de vermogensmeter van het bundelpad.Gebruik twee spiegels om de laserstraal in de vacuümkamer te richten die een ionenval herbergt, om te interageren met magnesium-25 ionen. Voor Doppler koeling van enkele magnesium-25 ionen, eerst draaide een 532 nanometer ablatie laser en een 285 nanometer ionisatie laser. Als u ervoor wilt zorgen dat er slechts één ion in de ionenvanger zit, kijkt u naar de afbeelding van een elektron vermenigvuldigd gekoppeld apparaat.Magnesiumatomen hebben drie isotopen, dus we zullen zeker magnesium-25 isotopen analyseren, met behulp van de juiste ionisatiefrequentie. Stel vervolgens de HEM houdt spoelstroom, om het magnetisch veld in te stellen op 6,5 gals. Om de Doppler koellaserfrequentie te vergrendelen tot een golflengtemeter, gebruikt u een frequentieteller om de frequentie van de 280 nanometerlaser en de fotonmultiplierbuis te villen, terwijl u een golflengtemeter gebruikt om de frequentie van de laser vast te leggen.Wanneer de resonerende frequentie waarbij de fluorescentie snelheid bereikt een maximum, gebruik maken van een digitale servo controle programma, om de laser frequentie te vergrendelen tot de golflengte meter. Om de intensiteit van de laser in te stellen op de verzadigingsintensiteit, past u de rijkracht van een acousto-optische modulator aan om de kracht van de laser in te stellen. Nota van de macht en de fluorescentie telt en gebruik de juiste vergelijkingen om de curve van de macht en de fluorescentie telt passen, om de verzadigingskracht te verkrijgen.Pas vervolgens de acousto-optische modulator rijkracht aan, om de laserkracht in te stellen op het bepaalde verzadigingsvermogen. Als alternatief, pas de azimuthal hoeken van de halve en kwart-golf platen sluiten, om de fluorescentie telt met de hand te maximaliseren en de, azimuthal hoeken van de platen, op hun maximale tellingen. Gebruik vervolgens de Stepper Motor Rotation Stages om de platen te draaien en de rotatiehoeken en de bijbehorende fluorescentietellingen vast te leggen.Omdat magnesium-25 ion 48 Zeeman-niveaus heeft, kunnen analytische oplossingen niet worden afgeleid uit de tariefvergelijkingen. Deze gegevens kunnen echter worden gesimuleerd door een numeriek programma. Hier worden de relaties tussen de polarisatietoestanden en de fluorescentietellingen onder verschillende lichtintensiteiten getoond, wat aangeeft dat de polarisatietoestand van het licht in de vacuümkamer voor deze analyse groter was dan 0,999, toen de fluorescentietellingen werden gemaximaliseerd.Op deze positie was de fluctuatie van het aantal fluorescentie minder dan 2%Hier wordt de relatie van de laserkracht en de fluorescentie onder verschillende D-stemfrequenties weergegeven. Door de gegevens in curven uit te zetten, kan de verzadigde vermogenswaarde bij elke frequentie worden bepaald. Door de azimuthal-hoek van de ene golfplaat vast te stellen, de andere te draaien en de hoeken en fluorescentietellingen vast te leggen, kunnen verschillen tussen de theoretische en experimentele resultaten worden beoordeeld.In deze analyse werden de theoretische en experimentele gegevens nauw op elkaar afgestemd, wat de betrouwbaarheid van de methode aantoonde. Bij het plaatsen van de polarisatoren en de golfplaten in laserpaden, bedenk dan dat de laserstraal loodrecht op de oppervlakken op elk polarisatie-element moet staan. Als birefringence of venster wordt beïnvloed door de temperatuur, kunnen we gebruik maken van deze eenvoudige en de snelle methode, om een aantal effecten te compenseren in real time, voor uw feedback twee golf platen.Deze methode biedt maat voor het verkrijgen van metingen, van birefringence van vensters in vacuüm gebaseerde velden, zoals optische klokken en experimenten.

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

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

Fluorescent-core microcavity sensoren gebruiken een hoge-index quantum dot-coating in het kanaal van silica microcapillaries. Veranderingen in de brekingsindex van vloeistoffen gepompt capillaire kanalen leiden tot verschuivingen in de microcavity fluorescentie spectrum die kunnen worden gebruikt om het kanaal medium analyseren.

Synthese en Werking van TL-core microcavities voor Refractometermethode Sensing

Hier presenteren we een protocol om een ​​snelle Brillouin spectrometer te bouwen. Cascading vrijwel afgebeeld fase array (VIPA) etalons bereiken van een meetsnelheid meer dan 1000 keer sneller dan de traditionele scannen Fabry-Perot spectrometers. Deze verbetering is het instrument om Brillouin analyse van weefsel en biomaterialen bij lage energieniveaus in vivo.

High Speed ​​Sub-GHz Spectrometer voor Brillouin Scattering Analyse

We introduceren de VacuSIP, een eenvoudige, niet-invasieve en betrouwbare methode voor schoon en nauwkeurig puntsampling van water. Het systeem werd ontwikkeld en geëvalueerd voor de gelijktijdige verzameling van het water dat wordt ingeademd en uitgeademd door benthische suspensie-voeders in situ, om de verwijdering en uitscheiding van deeltjes en opgeloste verbindingen schoon op te meten.

VacuSIP, een verbeterde INEX Methode voor het<em&gt; In Situ</em&gt; Meten van Particulate en opgeloste componenten verwerkt door Active Suspension Voeders

Beschrijven we de bouw van een snelle continuous-wave-gestimuleerd-Brillouin-verstrooiing (CW-SBS) spectrometer. De spectrometer heeft één-frequentie-diodelasers en een atomaire damp inkeping-filter te verwerven transmissie spectra van troebel/niet-troebel monsters met hoge spectrale resolutie bij snelheden tot 100-fold sneller dan die van bestaande CW-SBS spectrometers. Deze verbetering maakt een snelle Brillouin materiële analyse.<br...

High-Speed Continuous-wave gestimuleerd Brillouin verstrooiing Spectrometer voor materiaal analyse

Hier presenteren we een methode van de spectroscopische karakterisering van organische moleculen door middel van time-resolved fotoluminescentie spectroscopie op de nanoseconde-naar-milliseconde tijdschaal in zuurstofvrije omstandigheden. Methoden voor het efficiënt verwijderen zuurstof uit de monsters en, dus, beperken luminescentie blussen worden ook beschreven.

Time-resolved fotofysische karakterisering van Triplet-oogst organische verbindingen in een zuurstofvrije omgeving met behulp van een iCCD Camera

Fabricage procedures voor zeer magnetisch responsieve lanthanide ion chelaat polymolecular assembly's worden gepresenteerd. De magnetische reactie wordt bepaald door de grootte van de vergadering, die is afgestemd door extrusie via nanopore membranen. De assemblages magnetische alignability en temperatuur-geïnduceerde structurele veranderingen worden gecontroleerd door de dubbele breking metingen, een gratis techniek om nucleaire magnetische resonantie en kleine hoek neutronen verstrooiing.

Fabricage Procedures en dubbele breking metingen voor het ontwerpen van magnetisch responsieve Lanthanide Ion chelaat fosfolipide Assemblies

Tijdens vacuüm inductie smelten, laser-geïnduceerde verdeling spectroscopie wordt gebruikt om real-time kwantitatieve analyse van de belangrijkste-ingrediënt elementen van een gesmolten legering uit te voeren.

Kwantitatieve analyse van vacuüm inductie smelten door laser-geïnduceerde verdeling spectroscopie

Hier presenteren we een protocol voor het uitvoeren van gevoelige, ruimtelijk opgelost gas spectroscopie in de regio Midden-infrarood, met behulp van ontaarde vier-Golf mengen gecombineerd met upconversion detectie.

Infrarood gedegenereerde vier-Golf mengen met Upconversion detectie voor kwantitatieve Gas detectie

Dit artikel biedt stapsgewijze instructies voor het uitvoeren van volledig gecorrigeerde nauwkeurige FRET-metingen op individuele, vrij verspreidende biomoleculen met behulp van de open-source, goedkope smfBox, van inschakelen, via uitlijning en scherpstellen, tot gegevensverzameling en -analyse.

Nauwkeurige en nauwkeurige FRET-metingen met één molecuul uitvoeren met behulp van de Open-Source smfBox

Hier wordt een benadering gepresenteerd voor intravitale beeldvorming op lange termijn met behulp van optisch heldere, siliconen vensters die rechtstreeks op het weefsel / orgaan van belang en de huid kunnen worden gelijmd. Deze ramen zijn goedkoper en veelzijdiger dan andere die momenteel in het veld worden gebruikt, en de chirurgische inbrenging veroorzaakt beperkte ontsteking en leed voor de dieren.

Longitudinale intravitale beeldvorming door heldere siliconenvensters

Vloeistofcel Raman-spectroscopie (FCRS) maakt het mogelijk om in operando waarnemingen te doen van reactie- en transportverschijnselen tijdens de waterige corrosie van silicaatglas op microscopisch niveau, bij verhoogde temperaturen en in realtime. Zonder lopende processen te onderbreken, biedt FCRS informatie over reactiemechanismen, kinetiek en transportprocessen.

Vloeistofcel Raman-spectroscopie voor operando-studies van reactie- en transportverschijnselen tijdens corrosie van silicaatglas

Leer birefringentie van vacuümvensters meten met behulp van 25Mg+ fluorescentie in een ionenval. Deze methode genereert zuiver gepolariseerd licht voor precisie-experimenten met koude atomen en ionen.

In Situ Meting van Vacuüm Venster Birefringence met behulp van ²⁵Mg⁺ Fluorescentie

Meer video's verkennen