相位稳定极化梯度下的囚禁离子亚多普尔制冷

囚禁离子提供了一个高度受控的平台，用于量子传感器、时钟、模拟器和计算机，这些技术都依赖于将离子制冷到接近其运动基态。现有方法如多普尔制冷、分辨侧band制冷和暗共振制冷在最终温度和制冷速率之间权衡取舍。旅行极化梯度已被证明能够快速且并行地制冷多个模式，但利用稳定的极化梯度可以在获得更低离子能量的同时，同时允许更可调的光-物质相互作用。在本文中，我们演示了使用集成于囚禁装置中的光子器件创建的相位稳定极化梯度，将囚禁离子制冷到多普尔限以下。在轴向频率为 $2\pi\cdot1.45~ \rm MHz$ 时，我们实现了 $\langle n \rangle = 1.3 \pm 1.1$，制冷时间为 $500~\mu \rm s$，制冷速率为 ${\sim}0.3 \, \rm quanta/\mu s$。我们检查了不同极化梯度相位、色散和强度下的离子动力学，结果与简单模型表现出合理一致性。制冷快速且功率效率高，性能优于仿真下的相应行波配置。