Ionen in einer linearen Paulfalle - ArchiMeD

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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
5.4. Das Lasersystem 41 Abbildung 5.6. Der Diodenlaser mit pseudoexternem Resonator. Die Abb. zeigt unser Design des Littrow-Diodenlasers. Verschiedene Diodenhalter erlauben den Einsatz verschiedener Bauformen von Laserdioden. Alle mechanischen Teile sind aus Aluminium gefertigt. Das Gitter ist auf seinen Halter geklebt. Die Dioden, Linsen- und Gitterhalter sind geschraubt. Zur Verstellung des Gitterwinkels und der Linsenposition dienen Feingewindeschrauben und Festkrpergelenke. Eine Feinverstellung des Gitters wird durch einen Piezo ermglicht. Die Grundplatte ist mit einem Peltierelement thermisch stabilisiert. Bei Bedarf kann der Diodenhalter unabhngig davon ebenfalls thermisch stabilisiert werden.
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