用于离子阱及其他应用的闭循环低振动4 K低温恒温器
原子物理
2020-11-04 v1 应用物理
仪器与探测器
量子物理
摘要
真空内低温环境非常适合于同时需要低温与极低粒子密度的应用。这使得例如离子阱中能够达到长的存储与相干时间，这是进行高电荷离子实验、量子计算与光钟的必要条件。我们研制了一种由脉冲管制冷机连续制冷的新型低温恒温器，对于<5 K实验提供1 W制冷功率，其振动水平为此类闭循环系统中报道的最低值。解耦系统将来自制冷机的振动抑制三个数量级，至水平面内10 nm峰值振幅的水平。约40 W（45 K时）与1 W（4 K时）的热负荷通过真空绝缘的120 kg重型惯性铜摆从安装在光学台上的实验腔传递至制冷机。该1.4 m长的摆允许将制冷机安装在独立的、声学隔离的机房中。在激光实验室中，我们使用干涉装置测量了残余振动。4 K元件的位置在完整热循环至室温后可复现至优于几微米。实现了 mbar量级的极高真空。与马克斯·普朗克核物理研究所(MPIK)合作，此类装置现运行于德国联邦物理技术研究院(PTB)，用于使用高电荷离子的下一代光钟实验。
引用
@article{arxiv.1901.03630,
title = {Closed-cycle, low-vibration 4 K cryostat for ion traps and other applications},
author = {P. Micke and J. Stark and S. A. King and T. Leopold and T. Pfeifer and L. Schmöger and M. Schwarz and L. J. Spieß and P. O. Schmidt and J. R. Crespo López-Urrutia},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.03630},
year = {2020}
}