面向精密光谱学与受控相互作用的端師型 Paul 陷阱

我们介绍了一种端師型 Paul 陷阱的设计与制造过程。该陷阱用于 Ca$^{+}$ 和 Yb$^{+}$ 的实验研究。详细阐述了设计、制造过程及其特征，特别关注在射频节点捕获单个补偿离子。一个 NA 为 0.14、放大系数约为 22 倍的自制成像系统接近亚diffraction 极限，能够分辨多离子簇。通过 $^{40}$Ca$^{+}$ 实现了受控离子加载及陷阱表征。实验测得的陷阱四棱系数约为 0.3，与设计值非常接近。对于 $^{40}$Ca$^{+}$，因剩余微振动 (EMM) 引起的光谱学束中频率偏移量为 $3.5\times 10^{-18}$。该陷阱的应用领域包括基于单离子的光学频率标准、基本物理学测试、介子库仑簇的研究，以及单离子与共捕获原子之间的受控相互作用。