論文の概要: A Fully Fiber-Integrated Ion Trap for Portable Optical Atomic Clocks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.06816v2
• Date: Thu, 12 Jan 2023 09:40:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-04 16:31:22.798129
• Title: A Fully Fiber-Integrated Ion Trap for Portable Optical Atomic Clocks
• Title（参考訳）: 可搬型光原子時計用完全繊維集積イオントラップ
• Authors: Xavier Fernandez-Gonzalvo, Matthias Keller
• Abstract要約: トラップ構造に直接埋め込まれた集積光ファイバを用いた新規な単一イオントラップを提案する。 我々は50の順にイオンの蛍光の信号と背景の比を測定し、600$mu$sで99%以上の忠実度で状態を読み取ることができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We present a novel, single-ion trap with integrated optical fibers directly embedded within the trap structure to deliver laser light as well as collect the ion's fluorescence. This eliminates the need for optical windows. We characterise the system's performance and measure signal-to-background ratios in the ion's fluorescence on the order of 50, which allows us to perform state readout with a fidelity over 99% in 600 $\mu$s. We test the system's resilience to thermal variations in the range between 22{\deg}C and 53{\deg}C, and the system's vibration resilience at 34 Hz and 300 Hz and find no effect on its performance. The combination of compactness and robustness of our fiber-coupled trap makes it well suited for applications in, as well as outside, research laboratory environments and in particular for highly compact portable optical atomic clocks. While our system is designed for trapping $^{40}$Ca$^{+}$ ions the fundamental design principles can be applied to other ion species.
• Abstract（参考訳）: トラップ構造に直接埋め込まれた集積光ファイバを用いた新規な単一イオントラップを提案し, レーザー光を照射し, イオンの蛍光を収集する。 これにより、光窓は不要となる。 システムの性能を特徴付け、イオンの蛍光の信号対バックグランド比を50のオーダーで測定することで、600$\mu$sで99%以上の忠実度で状態読み出しを行うことができる。 本研究では, 22{\deg}C から 53{\deg}C までの熱的変動に対するシステムのレジリエンスと, 34Hz および 300Hz でのシステムの耐振性を測定し,その性能には何の影響も与えないことを示した。 ファイバカップリングトラップのコンパクト性とロバスト性の組み合わせは、外部、研究所環境、特に高コンパクトな可搬型光原子時計への応用に適しています。 我々のシステムは、$^{40}$Ca$^{+}$イオンをトラップするために設計されているが、基本的な設計原則は他のイオン種にも適用できる。

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