用于光学频率标准的离子阱中热辐射分析
原子物理
2015-11-18 v3 仪器与探测器
摘要
在许多当前正在开发的采用俘获原子或离子的高精度光学频率标准中，热辐射引起的 AC Stark 位移是系统不确定度的主要贡献。我们分析了各类离子阱中离子所经历的非均匀热环境。针对 5 种离子阱设计（包括 PTB 和 NPL 的运行陷阱以及进一步优化的设计）开发了可确定陷阱结构温度和辐射温度的有限元模型。根据红外相机测量比较对模型进行细化，直到关键测试点测得的温升一致度优于 10%。在标准工作条件下，离子所看到的辐射有效温升范围为 0.8 K 至 2.1 K。由于温度不确定度导致的相应分数频率偏移不确定度对于基于 Sr+ 和 Yb+ E2 跃迁的光钟处于 10-18 量级，对于 Yb+ E3、In+ 和 Al+ 则更低。确定了导致陷阱结构加热及其可预测性的关键问题，并提出了设计建议。
引用
@article{arxiv.1510.05556,
title = {Analysis of thermal radiation in ion traps for optical frequency standards},
author = {Miroslav Doležal and Petr Balling and Peter B R Nisbet-Jones and Steven A King and Jonathan M Jones and Hugh A Klein and Patrick Gill and Thomas Lindvall and Anders E Wallin and Mikko Merimaa and Christian Tamm and Christian Sanner and Nils Huntemann and Nils Scharnhorst and Ian D Leroux and Piet O Schmidt and Tobias Burgermeister and Tanja E Mehlstäubler and Ekkehard Peik},
journal= {arXiv preprint arXiv:1510.05556},
year = {2015}
}
备注
16 pages, submitted to Metrologia