Ionen in einer linearen Paulfalle - ArchiMeD

7.5. Messung an einem Ion - Der Meablauf 79
1,30
1,25
1,20
Zerfallsrate [s ]
-1
1,15
1,10
1,05
1,00
0,95
0,90
0,85
0 100 200 300 400 500 600 700 800
Laserleistung [µW]
Abbildung 7.7. Abhngigkeit der Zerfallsrate des 3D 5/2 -Zustands eines einzelnen, gespeicherten
Ions von der Leistung des Rckpumplasers. Man erhlt durch lineare
Extrapolation auf Laserleistung Null einen Wert fr die Lebensdauer von
1100(18)ms.
Strahlungsquellen zu dieser Anregung beitragen, so knnte zwar die passende Grenordnung erreicht
werden, aber das wrde nicht die beobachtete Abhngigkeit von der Laserleistung erklren.
Daher mu eine andere Mglichkeit in Betracht gezogen werden, nmlich die resonante Anregung
des 4P 3/2 − 3D 5/2 -bergangs durch eine schwache Komponente im Emissionsspektrum des Diodenlasers
bei dieser Wellenlnge. Diese Mglichkeit haben Barton et al. [19] aufgezeigt, die eine
vergleichbare Messung durchgefhrt haben. Dort wurde ebenfalls eine lineare Abhngigkeit der
Lebensdauer von der Laserleistung in der gleichen Grenordnung wie hier beobachtet. Allerdings
konnte diese Abhngigkeit bis auf praktisch Null reduziert werden, indem der Rckpumplaser mit
Hilfe eines externen Gitters zustzlich spektral gefiltert wurde. Dort wurde - wie auch hier -
ein gitterrckgekoppelter Diodenlaser als Rckpumper eingesetzt. Demnach gab es im Spektrum
des dortigen Diodenlasers eine Komponente bei 854nm. Bei diesem Typ von Diodenlaser wird
die Wellenlnge durch optische Rckkopplung von einem Gitter gegenber der freilaufenden Wellenlnge
der Laserdiode verschoben. Es kann dann im Emissionsspektrum neben dem starken
Peak bei der vom Gitter bestimmten Wellenlnge dennoch eine Komponente bei der freilaufenden
Wellenlnge der Laserdiode geben, da sie ein spektral sehr breites Verstrkungsprofil hat.
Die freilaufende Wellenlnge lag in der Nhe des 4P 3/2 − 3D 5/2 -bergangs bei 854nm und war
fr die Lebensdauerverkrzung verantwortlich. Da es sich bei dem in dieser Messung verwendeten
Diodenlaser auch um einen Typ mit Gitterrckkopplung handelte, ist es also wahrscheinlich,
da hier der gleiche Effekt vorliegt. Da die zum Zeitpunkt der Messung verwendete Laserdiode
inzwischen ihren Betrieb eingestellt hat und ausgetauscht werden mute, konnte der genaue
Zusammenhang nicht mehr endgltig geklrt werden. Da der Laser zur Messung der Leistungsabhngigkeit
der Lebensdauer mit Neutralfiltern abgeschwcht wurde, ist in jedem Fall eine lineare
Abhngigkeit zu erwarten. Eine lineare Extrapolation auf Laserleistung Null ist damit sicher