Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

25Mg+ Floresan Kullanılarak Vakum Pencere Birefringence Yerinde Ölçümü

Published: June 13, 2020 doi: 10.3791/61175

Summary

Burada sunulan bir iyon kapanı içinde 25Mg+ iyonları soğutulmuş Doppler tarafından yayılan floresan sayıları maksimize ederek vakum pencerelerin birefringence ölçmek için bir yöntemdir. Vakum pencerelerin birefringence dış dalga plakaları azimuthal açıları değiştirerek telafi edilebilir lazer, polarizasyon durumları değişecektir.

Abstract

Hassas ölçüm deneylerinde lazer ışığının polarizasyon durumlarının doğru kontrolü önemlidir. Vakum ortamının kullanımını içeren deneylerde, vakum pencerelerinin strese bağlı kuşafringence etkisi vakum sistemi içinde lazer ışığının polarizasyon durumlarını etkileyecek ve lazer ışığının polarizasyon durumlarını yerinde ölçmek ve optimize etmek çok zordur. Bu protokolün amacı, vakum sistemindeki iyonların floresansına dayalı lazer ışığının polarizasyon durumlarını nasıl optimize edilebildiğini ve Mueller matrisi ile harici dalga plakalarının azimuthal açılarına dayalı vakum pencerelerinin birefringencenasıl hesaplanacağını göstermektir. |32P3/2,F = 4, mF = 4 → geçişi ile rezonansa neden olan lazer ışığıile indüklenen 25Mg+ iyonların floresansı Equation 100 | 32S1/2,F = 3, mF = 3lazer Equation 100   ışığının polarizasyon durumuna duyarlıdır ve maksimum floresan saf dairesel polarize ışıkla gözlenir. Yarım dalga plakası (HWP) ve çeyrek dalga plakası (QWP) kombinasyonu rasgele faz geriliği elde edebilir ve vakum penceresinin birefringence telafi etmek için kullanılır. Bu deneyde, lazer ışığının polarizasyon durumu vakum odası dışında HWP ve QWP bir çift ile 25Mg+ iyon floresandayalı optimize edilmiştir. Maksimum iyon floresanelde etmek için HWP ve QWP azimuthal açıları ayarlayarak, bir vakum odası içinde saf dairesel polarize ışık elde edebilirsiniz. Harici HWP ve QWP azimuthal açıları hakkında bilgi ile, vakum penceresinin birefringence belirlenebilir.

Introduction

Soğuk atom deneyleri gibi birçok araştırma alanında1, elektrik dipol moment in ölçümü2, parite-nonconservation 3 testi,vakum birefringence ölçümü4, optik saatler5, kuantum optik deneyleri6, ve sıvı kristal çalışma7, lazer ışığının polarizasyon durumlarını tam olarak ölçmek ve doğru bir şekilde kontrol etmek önemlidir.

Bir vakum ortamının kullanımını içeren deneylerde, vakum pencerelerin strese bağlı birefringence etkisi lazer ışığının polarizasyon durumlarını etkileyecektir. Lazer ışığının polarizasyon durumlarını doğrudan ölçmek için vakum odasının içine bir polarizasyon analizörü koymak mümkün değildir. Bir çözüm vakum pencerelerin birefringence analiz etmek için doğrudan bir in situ polarizasyon analizörü olarak atomlar veya iyonlar kullanmaktır. Cs atomlarının vektör ışık kaymaları8 insidans lazer ışığının doğrusal polarizasyon derecelerine duyarlıdır9. Ama bu yöntem zaman alıcı ve sadece doğrusal polarize lazer ışık algılama uygulanabilir.

Sunulan bir iyon kapanı tek 25Mg+ floresan maksimize dayalı vakum odası içinde lazer ışığının polarizasyon durumunu belirlemek için yeni, hızlı, hassas, yerinde yöntemidir. Yöntem, iyon floresanının vakum penceresinin birefringence'ından etkilenen lazer ışığının polarizasyon durumları ile olan ilişkisine dayanmaktadır. Önerilen yöntem vakum pencereleri ve bir vakum odası içinde lazer ışığıdairesel polarizasyon derecebirefringence tespit etmek için kullanılır10.

Bu yöntem, floresan hızı lazer ışığının polarizasyon durumlarına duyarlı olan tüm atom veya iyonlar için geçerlidir. Buna ek olarak, gösteri saf dairesel polarize ışık hazırlamak için kullanılırken, vakum penceresinin birefringence bilgisi ile, lazer ışık keyfi polarizasyon durumları vakum odası içinde hazırlanabilir. Bu nedenle, yöntem deneyler geniş bir yelpazede için oldukça yararlıdır.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Polarize A ve B için referans yönergelerini ayarlayın

  1. Lazer ışını (280 nm dördüncü harmonik lazer) yoluna polarize A ve polarize B koyun.
  2. Lazer ışınının polarize lerin yüzeylerine dik olduğundan emin olun ve polarize tutucuları dikkatlice ayarlayarak arka yansıma ışığının olay ışığıyla çakışmasını sağlayın.
    NOT: Optik bileşenleri için aşağıdaki tüm hizalama yordamları aynı kurala uymalıdır. Polarize A ve B'nin lazer yoluna yerleştirilmesi önemli değildir. Aralarındaki boşluk, gelecekteki uygun ayarlama için yeterince büyük olmalıdır.
  3. Polarize A'nın arkasına bir güç ölçer koyun ve çıkış gücünü en üst düzeye çıkarmak için polarize cihazı döndürün. Polarize A'nın optik ekseninin azimuthal açısını (Bkz. Sonuçlar ve Tartışma) 0° olarak tanımlayın. Işık yayılımı nın yönünü gözlemlerken saat yönünü pozitif yön ve saat yönünün yönünü negatif yön olarak tanımlayın.
    1. Polarize A tutmak ve dönüş açıları ve çıkış lazer güçlerini kaydetmek için polarize A arkasında güç ölçer koymak için bir step motor rotasyon sahne kullanın. Sinüzoidal fonksiyonile açı vs güç eğrisi uygun; polarize A'nın maksimum çıkış gücü konumu 0° azimuthal açı konumudur.
  4. Güç ölçeri polarize B'nin arkasına koyun ve çıkış gücünü en üst düzeye çıkarmak için polarize B'yi döndürün. Polarize B'nin optik ekseninin azimuthal açısı da 0°'dir.
    1. Polarize B tutmak ve dönüş açıları ve çıkış lazer güçlerini kaydetmek için polarize B arkasında güç ölçer koymak için başka bir step motor rotasyon sahne kullanın. Sinüzoidal fonksiyonile açı vs güç eğrisi uygun; polarize B'nin maksimum çıkış gücü 0° azimuthal açı konumudur (bkz. Şekil 1).

2. Dalga plakalarının azimuthal açıları için referans yönlerini ayarlama

  1. Polarize A ve polarize B arasındaki ışın yoluna bir HWP koyun ve çıkış gücünü en üst düzeye çıkarmak için HWP döndürün. HWP optik ekseninin azimuthal açısı daha sonra 0° olduğunu.
    1. HWP tutmak ve dönüş açıları ve çıkış lazer güçlerini kaydetmek için polarize B arkasında güç ölçer koymak için bir step motor rotasyon sahne kullanın. Sinüzoidal fonksiyonile açı vs güç eğrisi uygun; HWP'nin maksimum çıkış gücü 0° azimuthal açısıdır.
  2. HWP ve polarizatör B arasındaki ışın yoluna bir QWP koyun, çıkış gücünü en üst düzeye çıkarmak için QWP döndürün. QWP optik ekseninazimuthal açısı sonra 0 ° olduğunu.
    1. QWP tutmak ve dönüş açıları ve çıkış lazer güçlerini kaydetmek için polarize B arkasında güç ölçer koymak için bir step motor rotasyon sahne kullanın. Sinüzoidal fonksiyonile açı vs güç eğrisi uygun; QWP'nin maksimum çıkış gücü konumu 0° azimuthal açı konumudur.
  3. Polarize B'yi ve güç ölçeri ışın yolundan çıkarın. 25Mg+ iyonları ile etkileşim için bir iyon kapanı evler vakum odasına lazer ışını doğrudan iki ayna kullanın.
    NOT: Lazer yayılma yönü vakum odası içinde manyetik alan yönü boyunca olmalıdır. İyonların niceleme eksenini tanımlamak için bir manyetik alan kullanılır.

3. Tek 25Mg+ iyonların doppler soğutma

  1. Q-anahtarlı Nd:YAG lazer ibaresini 532 nm ablasyon lazerini açın. Tekrarlama hızı 1 kHz olup, darbe enerjisi 150 μJ'dir. Ablasyon lazer vakum odası içinde bir magnezyum tel hedef yüzeyi ışınlar, ve sonra magnezyum (Mg) atomları hedef yüzeyinden atılır.
    NOT: Iyon kapanı için güç kaynağı açık olmalıdır.
  2. Aynı zamanda, iyonize Mg atomlarına 285 nm iyonizasyon lazer açın. Iyonizasyon lazeri 1 mW çıkış gücüne sahip dördüncü bir harmonik lazerdir. Iyonizasyon lazeri iyon tuzağının merkezini aydınlatacaktır.
  3. Elektron un çarpımıyla yüklü bir aygıtın (EMCCD) görüntüsüne bakarak iyon tuzağında yalnızca bir iyonun sıkıştığından emin olun. Kapana kısılmış iyonları gösteren örnek bir resim Şekil 2'degösterilmiştir. Her parlak nokta bir iyondur. Eğer tuzakta birden fazla iyon varsa, iyonları serbest bırakmak için iyon kapanının güç kaynağını kapatın. Sonra sadece bir (yani, tek) iyon sıkışıp kadar adımları 3.1-3.2 tekrarlayın.
    NOT: EMCCD'nin ev yapımı görüntüleme sistemi dört camdan oluşur ve büyütmesi 10x'tir. Iyon aralığı yaklaşık 2-10 μm ve EMCCD piksel aralığı 16 μm'dir. Bu nedenle EMCCD tek bir iyonun varlığını tanımlamak için kullanılabilir.
  4. Helmholtz bobinlerinin akımını ayarlayarak manyetik alanı 6,5 Gauss olarak ayarlayın. Manyetik alan, iki yer durumu geçişi arasındaki farklı frekanslar karşılaştırılarak ölçülür Equation Equation ve. Yöntemin ayrıntıları için lütfen11'ebakın.

4. 280 nm Doppler soğutma lazer frekansını dalga boyumetre12'ye kilitleyin

  1. 280 nm lazerin frekansını tarayıp foton çarpan tüpü (PMT) tarafından toplanan floresan foton numaralarını bir frekans sayacı ile sayın. Aynı zamanda, bir dalga boyu metre kullanarak lazer frekansını kaydedin. Floresan hızının maksimuma ulaştığı rezonans frekansı ν0'ı bulun.
    NOT: Lazer frekansı iyon rezonans frekansına yakın hareket ettiğinde floresan sayısı artacaktır ve rezonans frekansında maksimuma Equation ulaşacaktır.
  2. Eşlik eden bir bilgisayarda çalışan dijital servo kontrol programını kullanarak lazer frekansını dalga boyu ölçere kilitleyin. Dalga boyu ölçerde '' okuması yapıldığında program grafik arabirimindeki Kilit düğmesine Equation tıklayın.

5. Lazerin yoğunluğunu doygunluk yoğunluğuna eşit olacak şekilde ayarlayın12

  1. Lazerin frekansını ve gücünü değiştirmek için ışın yolunda kullanılan bir acousto-optik-modülatörün (AOM) sürüş gücünü ayarlayarak lazerin gücünü değiştirin. Güç ve floresan sayar kaydedin.
  2. Güç eğrisini sığdırın ve floresan denklem (6) ile sayar ve doygunluk gücünü elde Equation edin.
  3. EquationAOM'nin sürüş gücünü ayarlayarak lazer gücünü ayarlayın.

6. Vakum penceresinin birefringence ölçün.

  1. Alternatif olarak, floresan sayılarını en üst düzeye çıkarmak için HWP ve QWP'nin azimuthal açılarını ayarlayın. α ve β olan maksimum sayımlarda HWP ve QWP azimuthal açıları kaydedin.
    1. HWP ve QWP döndürmek ve dönüş açıları ve ilgili floresan sayar kaydetmek için step motor rotasyon aşamaları kullanın.
  2. Vakum penceresinin birefringence hesaplamak için Denklem (4) ve Denklem (5) kullanın Equation ve .

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Şekil 3 deneyin ışın yolunu gösterir. Şekil 3 a'dakia polarizatör B açı başlatmadan sonra çıkarılır (Şekil 3b). Lazer bir polarize geçti, bir HWP, bir QWP, ve vakum penceresi, sırayla. Lazerin Stokes vektörü Equation Equation normalleştirilmiş lazer gücüdür. Stokes vektörü Equation polarize geçtikten sonra olmalı, bu da lazerin doğrusal polarize olduğu anlamına gelir. Polarize, HWP, QWP ve vakum penceresi için Mueller matrisler Equation ve Equation , sırasıyla vardı. Son olarak iyon lazer tarafından heyecanlandı ve floresan bir PMT tarafından toplandı. Vakum odası içinde lazer Stokes vektöroldu

Equation

R dönme matris, α ve β sırasıyla HWP ve QWP azimuthal açıları vardır. Her optik bileşenin Mueller matrisi ve dönme matrisi aşağıda verilmiştir:

Equation

Denklem (1)'den, vakum odası içindeki lazerin Stokes vektörü:

Equation

Burada

Equation

Özellikle, lazer dairesel polarize olduğunda, Equation yani, olmalıdır

Equation

Veya

Equation

Bu iki sonuç, hızlı eksen açısını 0° veya yavaş eksen açısını 0° olarak tanımlayıp tanımlamadığımıza karşılık gelir. Hızlı eksen yavaş eksenle değiş tokuş edildiğinde eşdeğerdi. Denklem (4) ve Denklem (5) dalga plakalarının azimuthal açıları ile vakum odasındaki lazer dairesel polarize olduğunda vakum penceresinin birefringence'i arasındaki ilişkilerdir.

Vakum odası içindeki ışığın polarizasyon durumlarını belirlemek için, ışığın polarizasyon durumları ile floresan arasındaki ilişkiyi bilmek gerekir. Şekil 4'tegösterildiği gibi 25Mg+ iyon 48 Zeeman seviyesine sahip olduğundan, analitik çözümler oran denklemlerinden türetilemez. Ancak bunlar sayısal programla simüle edilebilir ve sayısal sonuçlar Şekil 5'tegösterilmiştir. Şekilde, kutuplaşma durumları ile floresan sayar arasındaki ilişkiler farklı ışık yoğunlukları altında gösterilmiştir. İlişkilerden, vakum odasının içindeki ışığın polarizasyon durumunun Equation floresan sayılarının en üst düzeye çıkarılması olduğunu biliyoruz. Bu pozisyonda floresan sayısının dalgalanması <%2'dir.

Protokol bölümü 5'te lazerin yoğunluğu doygunluk yoğunluğuna göre ayarlanır. Lazerin frekansı sabitlendiğinde, floresan sayısı lazerin yoğunluğuna bağlıdır. İlişkisi14

Equation

ΔD'nin rezonans frekansından lazer detuning olduğu, Equation magnezyum iyonunun üst enerji seviyesinin doğal çizgi genişliğidir. Equation Equation Yoğunluk ve güç ilişkisi var Equation , bu yüzden ışık yoğunluğu güç ise Equation Equation . Şekil 6 lazer gücünün ilişkisini gösterir ve floresan farklı detuning frekansları altında sayar. Biz doymuş güç elde etmek için Denklem (6) ile eğrileri Equation sığdırabilirsiniz.

Bir dalga plakasının azimuthal açısını sabitleyerek ve diğerini döndürerek ve açıları ve floresan sayılarını kaydederek Şekil 7'yebulduk. Kırmızı çizgi teorik sonuç, hata çubukları olan siyah noktadeneysel sonuçlardır. Onlar çok iyi birbirlerine katılıyorum, yöntemin güvenilirliğini gösteren.

Figure 1
Şekil 1: Polarize B'nin azimuthal açısı ile lazer gücü arasındaki ilişki. Polarize B'nin azimuthal açısını döndürün ve lazer gücünü kaydedin. Uygun tedavi sinüzoidal bir fonksiyondur. Polarize B'nin azimuthal açısı, güç maksimum olduğunda 0°'dir. Açı farkı 180° olan iki kutuplaşma ekseni pozisyonuna karşılık gelen iki maksimum nokta vardır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 2
Şekil 2: EMCCD tarafından çekilen kapana kısılmış iyonların resmi. İlk satır, kapana kısılmış iki iyon örneğini, ikinci satır ise bir kapana kısılmış iyon örneğini gösterir. Her parlak nokta bir iyona karşılık gelir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 3
Şekil 3: Deneysel kurulum için şemalar. (a) Farklı optik bileşenlerin azimuthal açılarını tanımlamak için deneysel kurulum. Polarize A (GL-A) her bileşenin açılarını başlangıç için kullanıldı ve polarize B (GL-B) bu başlatmayı analiz etmek için kullanıldı. Equation/2 HWP, Equation /4 QWP olduğunu. (b) Vakum penceresinin birefringence belirlenmesi için deneysel kurulum. Bir 280 nm lazer polarize A geçer (GL-A), bir HWP, QWP ve vakum penceresi, ve sonra aydınlatır 25Mg+ iyonları. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 4
Şekil 4: 25Mg+ iyon ilgili enerji düzeyleri. F toplam açısal momentum kuantum sayısıdır ve mF manyetik kuantum sayısıdır. Farklı mF değerleri manyetik alan altında farklı enerji değerlerine sahip farklı Zeeman seviyelerine karşılık gelir. Nüfus dağılımını simüle etmek için kullanılan şekilde (her biri kısa yatay çizgilerle gösterilir) 48 Zeeman düzeyi vardır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 5
Şekil 5: Lazer polarizasyon durumunun ilişkisini gösteren simülasyon sonuçları ve floresan farklı lazer yoğunlukları ile sayılır. Manyetik alan 6.5 G olarak sabitlendi, bu da deneysel parametremizle uyumlu. Bu rakam Yuan ve ark.10değiştirilmiştir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 6
Şekil 6: Farklı lazer frekansı detuning ΔDiçin 0,1 s vs lazer gücü başına floresan sayısı . Bu rakam Yuan ve ark.13değiştirilmiştir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 7
Şekil 7: Floresan ilişkisi dalga plakalarının azimuthal açıları ile önemlidir. (a) 149 ° qwp ayarlamak açısı ile HWP azimuthal açıları değişen. (b) QWP'nin azimuthal açılarını HWP'nin açısıyla 2,6° olarak değiştirmek. Siyah nokta deneysel sonuçlar, hata çubukları floresan sayısı dalgalanmaları standart sapmaları tarafından belirlenmiştir. Kırmızı çizgiler simülasyon sonuçlarına dayalı teorik hesaplama sonuçlarıdır. Bu rakam Yuan ve ark.10değiştirilmiştir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Bu el yazması, vakum penceresinin birefringence ve vakum odası içinde lazer ışığının polarizasyon durumları yerinde ölçüm gerçekleştirmek için bir yöntem açıklar. HWP ve QWP 'nin (α ve β) azimuthal açıları ayarlayarak, vakum penceresinin (δ ve β) birefringence etkisi dengelenebilir, böylece vakum odası içindeki lazer saf dairesel polarize Bir ışıktır. Bu noktada, vakum penceresinin birefringence ve HWP ve QWP azimuthal açıları arasında kesin bir ilişki var, hangi biz vakum penceresinin birefringence çıkarabilirsiniz. Azimuthal açılarının ölçüm hataları birefringence ölçümünün doğruluğunu etkiler. Bu nedenle, dalga plakası azimuthal açı adımının başlatılmasında, step motor dönüş aşaması yeterince doğru olmalıdır (~0.001°). Alternatif olarak, kristal dalga plakaları, sıvı-kristal bazlı dalga plakaları veya elektro-optik modülatörler gibi diğer ortak faz geciktirici, vakum penceresinin birefringence telafi etmek için kullanılabilir. Diğer bazı sistematik belirsizlikler, lazerin frekansı ve güç stabilitesi, PMT'nin karanlık sayısı, atış gürültüsü ve benzeri gibi ölçüm doğruluğunu da etkileyecektir. Bu Yuan ve ark10tartışılır.

Yöntemi doğru bir şekilde gerçekleştirmek için, mg atomlarını iyonize etmek ve lazerin polarizasyon durumlarını ayarlamak için bir çift HWP ve QWP'yi ışınlamak için lazerler hazırlamak ve 25Mg+ışınlamak gerekir. polarizasyon durumlarını garanti etmek ve test etmek için iki Glan-Taylor polarizör, iyon depolama için iyon tuzağı, aynalar, Mg hedef malzeme, foton sayma için PMT, tuzak iyon görüntüleme için EMCCD, polarize ve dalga plakaları azimuthal açıları ayarlamak için step motor rotasyon aşamaları.

Vakum tabanlı deneylerde, optik saatler gibi5, soğuk atomlar1, atom interferometreler15, kuantum optikdeneyleri 6, Bu yöntem yerinde vakum penceresinin birefringence ölçmek için kullanılabilir. Birefringence vakum penceresi üzerinde stres neden olur; bu nedenle sıcaklık değiştiğinde farklı olacaktır. Yöntem çok daha basit ve hızlı olduğundan, dalga plakaları geribildirim ile gerçek zamanlı termal etkisini telafi etmek için uygulanabilir.

Bu yöntemin başarısı lazer polarizasyon durumlarına floresan oranının son derece yüksek hassasiyetine bağlıdır. Floresan oranları lazer polarizasyon durumlarına duyarlı olmayan atom veya iyon sistemleri olabilir. Bu nedenle, diğer atom veya iyon sistemlerinde, yöntemin çalışabilmesi için, lazer polarizasyon durumlarının ve floresan sayılarının simülasyonunun bu yöntemin uygun olup olmadığını belirlemek için yapılması gerekmektedir. Simülasyon oran denklemlerine dayanır. Daha fazla adım ve daha küçük adım boyutu, daha uzun ölçüm süresinin dezavantajı ile sonucu daha doğru hale getirecektir. Adımlar yeterince küçük olmalı, bizim deneyimlerimize göre bu konuda Equation . Her seviyeden nüfus yeterli süre sonra istikrarlı bir duruma ulaşacaktır. Uygun zaman belirli iyon veya atomun enerji seviyesi yapıları ile ilişkilidir. 25Mg+ iyon gelince, simülasyon içerir 48 enerji düzeyleri, bu nedenle 106 kez adımlar uygundur. Diğer atomlar veya iyonlar için, popülasyon ilk uygun adım numarasını belirlemek için simüle edilmelidir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Acknowledgments

Bu çalışma kısmen Çin Ulusal Anahtar Ar-Ge Programı (Grant No. 2017YFA0304401) ve Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (Grant No. 11774108, 91336213 ve 61875065) tarafından desteklenmiştir.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
280 nm Doppler cooling laser Toptica SYST DL-FHG Pro 280 Doppler cooling laser
285 nm ionization laser Toptica SYST DL-FHG Pro 285 ionization laser
Ablation laser Changchun New Industries Optoelectronics Technology EL-532-1.5W Q-switched Nd:YAG laser
AOM Gooch & Housego AOMO 3200-1220 wavelengh down to 257 nm
EMCCD camera Andor iXon3 897 imaging of 25Mg+ in ion trap
Glan-Taylor polarizer Union Optic Custom distinction ratio 1e-6
Half waveplate Union Optic Custom made of quartz
Photon multiplier tube Hamamatsu H8259-09 fluorescent counting
Power meter Thorlabs PM100D laser power monitor
Quarter waveplate Union Optic Custom made of quartz
Mirror Union Optic Custom dielectric coated for 280 nm
Stepper motor roation stage Thorlabs K10CR1/M rotating wave plates
Vacuum chamber Kimball Physics MCF800-SphSq-G2E4C4 made of Titanium
Vacuum window Union Optic Custom made of fused silica

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  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 Dipole Moment Using Trapped Molecular Ions. Physical Review Letters. 119 (15), 153001 (2017).
  3. Bougas, L., et al. Fundamentals of cavity-enhanced polarimetry for parity-nonconserving optical rotation measurements: Application to Xe, Hg, and I. Physical Review A. 89 (5), 52127 (2014).
  4. Bragin, S., et al. High-Energy Vacuum Birefringence and Dichroism in an Ultra-strong Laser Field. Physical Review Letters. 119 (25), 250403 (2017).
  5. Nicholson, T. L., et al. Systematic evaluation of an atomic clock at total uncertainty. Nature Communications. 6, 6896 (2015).
  6. Roos, C. F., et al. Revealing Quantum Statistics with a Pair of Distant Atoms. Physical Review Letters. 119 (16), 160401 (2017).
  7. Saulius, J., et al. High-efficiency optical transfer of torque to a nematic liquid crystal droplet. Applied Physics Letters. 82, 4657 (2003).
  8. Zhu, K., et al. Absolute polarization measurement using a vector light shift. Physical Review Letters. 111 (24), 243006 (2013).
  9. Steffen, A., et al. Note: In situ measurement of vacuum window birefringence by atomic spectroscopy. Review of Scientific Instruments. 84 (12), 126103 (2013).
  10. Yuan, W. H., et al. A simple method for in situ measurement of vacuum window birefringence. Review of Scientific Instruments. 90 (11), 113001 (2019).
  11. Xu, Z. T., et al. Precision measurement of the 25Mg+ ground-state hyperfine constant. Physical Review A. 96 (5), 052507 (2017).
  12. Zhang, J., et al. A long-term frequency stabilized deep ultraviolet laser for Mg+ ions trapping experiments. Review of Scientific Instruments. 84 (12), 123109 (2013).
  13. Yuan, W. H., et al. Precision measurement of the light shift of 25Mg+ ions. Physical Review A. 98 (5), 52507 (2018).
  14. Loudon, R. The Quantum Theory of Light, 3rd ed. , Oxford University Press. New York. (2000).
  15. Hu, Z. K., et al. Demonstration of an ultrahigh-sensitivity atom-interferometry absolute gravimeter. Physical Review A. 88 (4), 043610 (2013).

Tags

Mühendislik Sayı 160 polarizasyon birefringence floresan dalga plakası vakum penceresi iyon kapanı
<sup>25</sup>Mg<sup>+</sup> Floresan Kullanılarak Vakum Pencere Birefringence Yerinde Ölçümü
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Yuan, W. H., Liu, H. L., Wei, W. Z., More

Yuan, W. H., Liu, H. L., Wei, W. Z., Ma, Z. Y., Hao, P., Deng, Z., Deng, K., Zhang, J., Lu, Z. H. In Situ Measurement of Vacuum Window Birefringence using 25Mg+ Fluorescence. J. Vis. Exp. (160), e61175, doi:10.3791/61175 (2020).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter