²⁵Mg⁺ 형광을 사용하여 진공 창 비류의 현장 측정

여기에 제시된 방법은 진공 창의 배어를 보정하고, 진공 챔버 내부의 순수하게 편광된 빛을 생성하는 데 사용할 수 있다. 그것은 차가운 원자 또는 이온을 관련시키는 실험을 진행하는 에 있는 많은 응용프로그램을 가질 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 원자나 이온이 시작될 객체일 뿐만 아니라 편광 상태의 시투 검출기와 같이 사용된다는 것입니다.

따라서 편광 분석기를 진공 시스템에 넣는 것을 피할 수 있습니다. 이 절차를 시연하는 것은 우리 실험실의 엔지니어인 웬 하오위안(Wen Hao Yuan)과 우리 실험실에서 박사 과정 학생 두 명인 펑하오(Peng Hao)가 될 것입니다. A와 B 편광자에 대한 기준 방향을 설정하려면 편광기를 280나노미터 4고조파 레이저 빔의 경로에 배치하고, 편광기 홀더를 신중하게 조정하여 사고 광과 일치시키고 레이저 빔을 편광기 표면에 수직으로 유지한다.

편광기 A 뒤에 파워 미터를 놓고 편광기를 회전하여 출력 전력을 최대화합니다. 스테퍼 모터 회전 스테이지별 편광자 A의 각도와 편광자 A의 힘을 파워 미터로 기록합니다. 다음으로, 편광기 B 뒤에 파워 미터를 놓고 편광기 B를 회전하여 출력 전력을 최대화합니다.

스테퍼 모터 회전 단계와 편광자 B 의 전원을 파워 미터로 기록합니다. 파판의 아지무탈 각도에 대한 기준 방향을 설정하려면 편광기 사이의 빔 경로에 하프 웨이브 플레이트를 배치하고 웨이브 플레이트를 회전하여 출력 전력을 최대화합니다. 편광기 B 뒤에 있는 파워 미터를 사용하여 회전 각도와 출력 레이저 파워를 기록합니다.

반파 판과 편광기 B 사이의 빔 경로에 분기 파 판을 놓고 분기 파 판을 회전하여 출력 전력을 최대화합니다. 편광기 B 뒤에 있는 파워 미터를 사용하여 회전 각도와 출력 레이저 파워를 기록합니다. 그런 다음 빔 경로에서 편광기 B와 파워 미터를 제거합니다.

두 개의 거울을 사용하여 레이저 빔을 이온 트랩이 있는 진공 챔버로 직접 사용하여 마그네슘-25 이온과 상호 작용합니다. 단일 마그네슘-25 이온의 도플러 냉각의 경우 먼저 532 나노미터 절제 레이저와 285 나노미터 이온화 레이저를 돌렸다. 이온 트랩에 이온이 하나만 갇혀 있는지 확인하려면 전자곱된 결합 장치의 이미지를 확인합니다.

마그네슘 원자에는 3개의 동위원소가 있으므로 적절한 이온화 주파수를 사용하여 마그네슘-25 동위원소를 분석해야 합니다. 그런 다음 HEM이 코일 전류를 잡고 자기장을 6.5 Gals로 설정하도록 조정합니다. 도플러 냉각 레이저 주파수를 파장 미터로 잠그려면 주파수 카운터를 사용하여 280나노미터 레이저와 광자 승수관의 주파수를 피부에 대고 파장 미터를 사용하여 레이저의 주파수를 기록합니다.

형광 속도가 최대에 도달하는 공진 주파수가 최대에 도달하면 디지털 서보 제어 프로그램을 사용하여 레이저 주파수를 파장 미터로 잠급합니다. 레이저의 강도를 포화 강도와 동일하게 설정하려면 아쿠스토 광학 변조기의 구동력을 조정하여 레이저의 힘을 설정합니다. 전력 및 형광 수를 기록하고 적절한 방정식을 사용하여 전력및 형광 수의 곡선에 맞게 채도 전력을 획득합니다.

그런 다음 아쿠스토 옵틱 변조기 구동 력을 조정하여 레이저 전력을 결정된 포화 전력으로 설정합니다. 또는, 반파 플레이트의 아지무탈 각도를 가까이 조정하여 손으로 형광 수를 최대화하고 플레이트의 아지무탈 각도를 최대 카운트로 기록하십시오. 그런 다음 스테퍼 모터 회전 스테이지를 사용하여 플레이트를 회전하고 회전 각도와 해당 형광 수를 기록합니다.

마그네슘-25 이온은 48개의 지만 수준을 가지고 있기 때문에 분석 용액은 속도 방정식에서 파생될 수 없습니다. 그러나 이러한 데이터는 숫자 프로그램에서 시뮬레이션할 수 있습니다. 여기서, 상이한 광강도 하에서 편광 상태와 형광 수 사이의 관계가 도시되고, 이러한 분석을 위해 진공 챔버 내부의 빛의 편광 상태가 0.999보다 큰 것으로 나타났으며, 형광 수가 최대화되었을 때.

이 위치에서, 형광 수의 변동은 2% 미만이었으며, 레이저 전력과 형광수의 관계는 상이한 D 튜닝 주파수하에서, 도시된다. 데이터를 곡선으로 플로팅하면 각 주파수에서 포화 전력 값을 결정할 수 있습니다. 한 파판의 아지무탈 각도를 고정하고, 다른 쪽을 회전시키고, 각도와 형광 수를 기록함으로써, 이론적 및 실험적 결과 간의 차이를 평가할 수 있다.

이 분석에서 이론 및 실험 데이터가 밀접하게 일치하여 방법의 신뢰성을 입증했습니다. 편광기와 파판을 레이저 경로에 넣을 때 레이저 빔은 각 편광 요소의 표면에 수직이어야 한다는 것을 기억하십시오. 자경지 또는 창온도의 영향을 받을 때, 우리는 이 간단하고 빠른 방법을 사용하여 실시간으로 몇 가지 효과를 보상하고 피드백을 두 개의 웨이브 플레이트에 대해 보상할 수 있습니다.

이 방법은 광학 시계 및 실험과 같은 진공 기반 필드에서 창의 배어를 측정하는 측정을 제공합니다.