Ionenfallenapparatur-II: Vakuumkammer und Lasersystem
Final Report Abstract
Die Maßnahme "Ionenfallenapparatur-II: Vakuumkammer" umfasst die Bereitstellung eines Systems für neuartige Untersuchungen an einzelnen bzw. kleinen Gruppen von Molekül- und Atomionen. Die Untersuchungen finden unter Vakuumbedingungen statt. Bis 2016 wurde das Basissystem aufgebaut und dessen Funktion geprüft. Für die Untersuchung der Ionen ist ein (Doppler-) UV-Kühllasersystem notwendig. Ausgehend von einem Hochleistungs-IR-Laser musste hierfür die Strahlung in 4 nichtlinearen Kristallen sowohl „single pass“ als auch resonant frequenzkonvertiert werden unter gleichzeitiger Gewährleistung der für das Stabilisieren des Lasers wichtigen und experimentell notwendigen Seitenbänder im Kühllaserstrahl. Nach erfolgreicher Stabilisierung dieses Systems konnten Atomionen, welche so zur Fluoreszenz angeregt und gekühlt wurden, in einer Mini-Falle gefangen werden. Ihre Anzahl wird mit einem speziellen Objektiv durch Abbildung auf eine CCD-Kamera bestimmt. Ein, zwei und drei Ionen lassen sich so beobachten; auch deren chemische Reaktion mit anderen Atom- oder Molekülspezies im Rezipienten. Zeitgleich wurde mit den Vorbereitungen zur Grundzustandskühlung der Atom- und Molekülschwingung in der Mini-Falle begonnen. Das hierfür benötigte Lasersystem ist entwickelt und aufgebaut worden und die (Raman-) Seitenbandkühlung soll demnächst zum Einsatz kommen, genauso wie der zur Erzeugung der Atomionen entwickelte Photoionisationslaser. Ein Spezial-Vakuumfenster hat ein Leck entwickelt. Dessen Reparatur hat sich über ein Jahr hingezogen und zu Verzögerungen geführt.
