研究目的
展示仅使用可见光和红外激光对表面电极阱中的单电荷钙离子进行装载、冷却和探测的能力，并探索多普勒冷却与边带冷却机制之间的过渡过程。
研究成果
该研究成功展示了利用可见光和红外激光在离子阱中冷却和探测钙离子的方法，实现了多普勒冷却与边带冷却模式之间的切换。该方法兼容集成光学元件，并能减少附近介电材料的电荷积累，有助于实现可扩展的量子信息处理。
研究不足
该实验受到所用激光器线宽、729纳米激光强度以及对激光失谐和功率精确控制需求的限制。此外，冷却捕获范围和散射率也受限于可用激光强度。
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利用可见光和红外光冷却原子离子
DOI：10.1088/1367-2630/aa7150
期刊：New Journal of Physics
出版年份：2017
更新时间：2025-09-23 15:21:21
摘要：
我们仅使用可见光和红外激光实现了表面电极阱中单电荷钙离子的装载、冷却与探测。不同于采用偶极允许跃迁的标准冷却方法，我们将729纳米四极跃迁的功率展宽与854纳米偶极允许跃迁对上能级的猝灭相结合。通过观测由此产生的393纳米荧光，实现了无背景的离子探测。研究表明该系统可在多普勒冷却与边带冷却模式间平滑过渡，并验证了该范围内的理论预测。我们获得的散射率可靠支持碰撞后重新冷却，并允许从热原子束中装载离子。本工作与当前光学波导技术的最新进展兼容，从而为大规模量子信息处理开辟了技术路径。当介电材料靠近被囚禁离子时，该方法还具有额外优势——所使用的波长不会导致显著电荷积累，这将促进远程离子间高速光学接口的实现。
作者：
F Lindenfelser，M Marinelli，V Negnevitsky，S Ragg，J P Home
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