Ionen in einer linearen Paulfalle - ArchiMeD

40 Kapitel 5. Experimenteller Aufbau
Öfen
Ofenhalterung
Schlitzblende
Falle
Abbildung 5.5. Lineare Falle und Ofenhalter. Der Ofenhalter erlaubt die Montage zweier
fen, die ins Zentrum der Falle zielen. Die aus Keramik gefertigten fen
werden mit einer Schraube in dem Kupferhalter befestigt. Fr den kleineren
Tantalofen gibt es einen isolierenden Marcoradapter, um den Ofen im selben
Halter zu montieren. Vor den fen befindet sich eine Schlitzblende aus
Edelstahl, um die Bedampfung der Elektroden zu reduzieren.
5.4 Das Lasersystem
Das Lasersystem besteht aus mehreren gitterrckgekoppelten Diodenlasern und einem kommerziellen
Ti:Sa Laser mit Frequenzverdopplung. Mit den Diodenlasern knnen die im infraroten
Spektralbereich liegenden bergnge getrieben werden, mit dem Ti:Sa-Laser der Khlbergang.
Darber hinaus wird zur Zeit eine der erst seit krzerem verfgbaren Laserdioden fr den ultravioletten
Spektralbereich aufgebaut. Die ersten Dioden dieses Typs erwiesen sich als kurzlebig
mit schlechten Modeneigenschaften und konnten bei uns nicht im Experiment eingesetzt werden.
Da diese Dioden aber bereits in anderen Experimenten [123, 102] erfolgreich eingesetzt
wurden, bleibt zu hoffen, da der Ti:Sa-Laser vielleicht knftig ohne Frequenzverdopplung fr
den SD-bergang eingesetzt werden kann. Alle Laser sind oder werden knftig aktiv auf optische
Resonatoren frequenzstabilisiert. Eine Stabilisierung gegen Langzeitdrifts der Laserfrequenz
befindet sich im Aufbau.
5.4.1 Die Diodenlaser
Bei den Diodenlasern handelt es sich um gitterrckgekoppelte Laser im Littrow-Design, wie sie
mittlerweile zum Standard in jedem Labor der Atomphysik gehren. Durch die optische Rckkopplung
eines Reflexionsgitters knnen die spektralen Eigenschaften des Diodenlasers gegenber
dem freilaufenden Betrieb verbessert werden. Die Kontrolle der Laserfrequenz geschieht
im Wesentlichen durch die Parameter des Gitters (Winkel, Abstand). Eine ausfhrliche Beschreibung
dieser Art von Diodenlasern, die man inzwischen auch kommerziell als Komplettsystem
erwerben kann, findet man unter anderem in den Artikeln von Wieman [132] und Camparo [49].
Die wichtigsten Eigenschaften der hier eingesetzten Systeme sollen im Folgenden zusammengefat
werden. Beim Littrow-Design ist das Reflexionsgitter so angeordnet, da die nullte Ordnung
zum Experiment ausgekoppelt wird, whrend die erste Ordnung in die Laserdiode zurckreflektiert
wird. Abb. 5.6 zeigt die hier verwendete Bauweise. Die Frontfacette der Laserdiode
kann entspiegelt sein, um den Einfluss des internen Resonators, der durch den Halbleiterkristall
gebildet wird, zu reduzieren. Die bei uns eingesetzten Dioden haben keine solche Entspiegelung,
da wir keine extrem groe Durchstimmbarkeit brauchen. Man spricht von einem extended
cavity Laser, da der eigentliche Resonator, der durch die Laserdiode selbst gebildet wird, mit
Hilfe des Gitters verlngert wird. Man kann durch selektive Rckkopplung dabei die Wellenlnge