这里介绍的方法,可用于补偿真空窗的双反射,产生纯偏振光,在真空室内。它可以在涉及冷原子或离子的实验中有许多应用。这种技术的主要优点是,原子或离子不仅用作要启动的物体,而且用作极化状态的原位探测器。
因此,我们可以避免将极化分析仪放入真空系统中。演示该程序的将是我们实验室的工程师文浩,马志宇和彭浩,两位来自我们实验室的博士生。要设置 A 和 B 偏振器的参考方向,请将偏振器放入 280 纳米第四谐波激光束的路径中,并仔细调整偏振器支架,以保持后反射光与入射光重合,使激光束垂直于偏振器表面。
将功率计放在偏振器 A 后面,然后旋转偏振器以最大化输出功率。通过功率计记录偏振器 A 的步进电机旋转级和偏振器 A 背后的功率。接下来,将功率计放在偏振器 B 后面,并旋转偏振器 B 以最大限度地提高输出功率。
通过力力计记录偏振器 B、步进电机旋转级和偏振器 B 后面的功率。要设置波板的轴角的参考方向,请将半波板放入偏振器之间的光束路径中,并旋转波板以最大限度地提高输出功率。使用偏振器 B 后面的功率计记录旋转角度和输出激光功率。
将四分之一波板放入半波板和偏振器 B 之间的光束路径中,旋转四分之一波板以最大限度地提高输出功率。使用偏振器 B 后面的功率计记录旋转角度和输出激光功率。然后从光束路径上拆下偏振器 B 和功率计。
使用两面镜子将激光束引导到容纳离子陷阱的真空室,与镁-25离子相互作用。对于单镁-25离子多普勒冷却,首先转动532纳米消融激光器和285纳米电离激光器。要确保只有一个离子被困在离子陷阱中,请查看电子倍增带耦合器件的图像。
镁原子有三种同位素,因此我们一定会使用适当的电离频率分析镁-25同位素。然后调整 HEM 保持线圈电流,将磁场设置为 6.5 Gals。要将多普勒冷却激光频率锁定到波长计,请使用频率计数器对 280 纳米激光和光子倍增管的频率进行皮肤扫描,同时使用波长计记录激光的频率。
当荧光速率达到最大值的振振频率时,使用数字伺服控制程序将激光频率锁定到波长计。要将激光的强度设置为等于饱和强度,请调整激光调制器的驱动功率,以设置激光的功率。记录功率和荧光计数,并使用适当的方程来拟合功率曲线和荧光计数,以获得饱和功率。
然后调整交流光调制器的驱动功率,将激光功率设置为确定的饱和功率。或者,调整半波板和四分之一波板的消热角,以手工最大化荧光计数,并记录板的最大计数的子突变角。然后使用步进电机旋转级旋转板并记录旋转角度和相应的荧光计数。
由于镁-25离子具有48 Zeeman水平,因此无法从速率方程中得出分析解。但是,这些数据可以通过数字程序进行模拟。在这里,显示了不同光强度下的极化状态和荧光计数之间的关系,表明用于此分析的真空室内的光的极化状态大于0.999,当荧光计数最大化时。
在此位置,荧光计数的波动小于2%,显示了不同D调谐频率下激光功率与荧光计数的关系。将数据绘制成曲线允许确定每个频率的饱和功率值。通过固定一个波板的轴角,旋转另一个波板,记录角度和荧光计数,可以评估理论和实验结果之间的差异。
在分析中,理论和实验数据进行了密切的匹配,证明了该方法的可靠性。将偏振器和波板放入激光路径时,请记住激光束必须垂直于每个极化元件的表面。由于双参考或窗口受温度的影响,我们可以使用这种简单而快速的方法,实时补偿一些效果,供您反馈两个波板。
该方法为在真空领域(如光学时钟和实验)中获取窗户双反光的测量提供了测量方法。