线形离子阱中离子微运动的探测与补偿

项目名称： 线形离子阱中离子微运动的探测与补偿

项目编号： No.11304109

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 邓科

作者单位： 华中科技大学

项目金额： 30万元

中文摘要： 囚禁在线形离子阱中的冷离子被认为是进行高精度光谱学以及光频标研究的重要候选对象。在线形离子阱中，离子微运动会增加离子的温度，改变跃迁谱线的线型以及造成谱线的二阶多普勒频移。因此减小离子的微运动是进行高精度离子阱实验的关键技术之一。离子微运动的来源包括杂散静电场和线电极间相位差两类。对杂散静电场带来的离子微运动，国际上已有一些技术用来探测和补偿，但对于线电极相位差带来的离子微运动的研究不多。本项目拟利用我们的离子阱实验平台研究减小离子微运动的方法。我们将结合射频-光子关联技术和调制射频场技术进行离子微运动的探测，利用补偿电极补偿杂散静电场带来的离子微运动，利用双螺旋型离子阱驱动电路实现对线电极相位差带来的微运动的补偿。本项目的研究将为未来实现高精度的光谱学以及光频标奠定基础。

中文关键词： 离子阱；驱动电路；荧光率；微运动；

英文摘要： Trapped cold ions in linear Paul traps are recognized as important candidates for studying high-accuracy spectroscopy and optical frequency standards. In the linear traps, ion micromotion can increase the ion temperature, alter the atomic transition lines, and cause the second-order Doppler shift of the atomic transition lines.Therefore minimization of the ion micromotion is one of the critical techniques in high-accuracy ion trap experiment. Micromotion of the ions can be caused by stray static fields or phase difference between the trap electrode potentials. For micromotion caused by stray static fields several techniques have been developed to detect and compensate it. However, less study has been performed on micromotion caused by phase difference. In this proposal we plan to study methods to minimize the ion micromotion using our ion trap system. We will detect micromotion by RF-photon correlation technique and RF potential modulation technique. The compensation electrodes will be used to compensate micromotion caused by stray static fields. A bifilar-helical-drive-circuit will be used to compensate micromotion caused by phase difference. This proposal will lay a foundation for realizing high-accuracy spectroscopy and optical frequency standards in the future.

英文关键词： ion trap；drive circuit；fluorescence rate；micromotion；