飞行时间质谱探测磁光阱中超冷分子离子的实验研究

元晋鹏; 姬中华; 杨艳; 张洪山; 赵延霆; 马杰; 汪丽蓉; 肖连团; 贾锁堂

doi:10.7498/aps.61.183301

摘要

利用飞行时间质谱探测了由磁光阱中的俘获光和再泵浦光光缔合作用形成的超冷基态铯分子, 研究了微通道板工作电压、加速电场强度和加速电场持续时间对铯分子离子信号强度的影响. 实验结果与理论模型的拟合一致; 获得了适合实验条件的最优化实验参数, 为进一步研究超冷分子的光缔合光谱和光电离光谱奠定了实验基础.

关键词:

We use time-of-flight mass spectroscopy to detect the ultracold ground state Cs2 molecules formed directly by a photoassociation due to the trapping laser beams and repumping laser beam in a magneto-optical trap. We investigate the dependences of the Cs2+ intensity on operating voltage of micro-channel-plate, accelerating field intensity and duration time of the accelerating field. The experimental results are consistent with theoretical fitting. We obtain the best optimal parameters suited to our experimental condition, which is important for the future experiment on ultracold molecule photoassociation and photoionization spectroscopy.

Keywords:

作者及机构信息

1.
山西大学激光光谱实验室, 量子光学与光量子器件国家重点实验室, 太原 030006

基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2012CB921603);国家自然科学基金重点项目(批准号: 10934004);国家自然科学基金(批准号: 60808009, 60978018, 60978001, 61008012, 11174187, 11004125)和国家自然科学基金创新群体科学基金(批准号: 61121064)资助的课题.

Authors and contacts

1.
Laser Spectroscopy Laboratory of Shanxi University, State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices, Taiyuan, Shanxi 030006, China

Funds: Project supported by the National Basic Research Program of China (Grant No. 2012CB921603), Key Program of the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 10934004), National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 60808009, 60978018, 60978001, 61008012, 11174187, 11004125) and Science Fund for Creative Research Groups of the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 61121064).

参考文献

[1]	Bize S, Laurent P, Abgrall M, Marion H, Maksimovic I, Cacciapuoti L, Grünert J, Vian C, Pereira dos Santos F, Rosenbusch P, Lemonde P, Santarelli G, Wolf P, Clairon A, Luiten A, Tobar M, Salomon C 2005 J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 38 449
[2]	Shin Y, Saba M, Pasquini T A, Ketterle W, Pritchard D E, Leanhardt A E 2004 Phys. Rev. Lett. 92 050405
[3]	Weber T, Herbig J, Mark M, Nägerl H C, Grimm R 2003 Science 299 232
[4]	Holland M, Burnett K, Gardiner C, Cirac J I, Zoller P 1996 Phys. Rev. A 54 1757
[5]	Ospelkaus, Ni K K, Wang D, de Miranda M H G, Neyenhuis B, Quemener G, Julienne P S, Bohn J L, Jin D S, Ye J 2010 Science 327 853
[6]	DeMille D 2002 Phys. Rev. Lett. 88 067901
[7]	Inbar E, Mahal V, Arie A 1996 J. Opt. Soc. Am. B 13 1598
[8]	Chapman M S, Ekstrom C R, Hammond T D, Rubenstein R A, Schmiedmayer J, Wehinger S, Pritchard D E 1995 Phys. Rev. Lett. 74 4783
[9]	Bahns J T, Stwalley W C, Gould P L 1996 J. Chem. Phys. 104 9689
[10]	Shuman E S, Barry J F, DeMille D 2010 Nature 467 820
[11]	Doyle J M, Friedrich B, Kim J, Patterson D 1995 Phys. Rev. A 52 2515
[12]	Bethlem H L, Berden G, Crompvoets F M H, Jongma R T, van Roij A J A, Meijer G 2000 Nature 406 491
[13]	Chin C, Kerman A J, Vuletić V, Chu S 2003 Phys. Rev. Lett. 90 033201
[14]	Jones K M, Tiesinga E, Lett P D, Julienne P S 2006 Rev. Mod. Phys. 78 483
[15]	Stwalley W C, Wang H 1999 J. Mol. Spectrosc. 195 194
[16]	Fioretti A, Comparat D, Crubellier A, Dulieu O, Seeuws F M, Pillet P 1998 Phys. Rev. Lett. 80 4402
[17]	Lett P D, Helmerson K, Phillips W D, Ratliff L P, Rolston S L, Wagshul M E 1993 Phys. Rev. Lett. 71 2200
[18]	Miller J D, Cline R A, Heinzen D J 1993 Phys. Rev. Lett. 71 2204
[19]	Wang H, Gould P J, Stwalley W C 1996 Phys. Rev. A 53 1216
[20]	Abraham E R I, Ritchie N W M, McAlexander W I, Hulet R G 1995 J. Chem. Phys. 103 7773
[21]	Wang L R, Ma J, Zhang L J, Xiao L T, Jia S T 2007 Acta Phys. Sin. 56 6373 (in Chinese) [汪丽蓉, 马杰, 张临杰, 肖连团, 贾锁堂 2007 56 6373]
[22]	Wang H, Gould P L, Stwalley W C 1998 Phys. Rev. Lett. 80 476
[23]	Ji Z H, Wu J Z, Ma J, Feng Z G, Zhang L J, Zhao Y T, Wang L R, Xiao L T, Jia S T 2010 Chin. Phys. Lett. 27 053701
[24]	Caires A R L, Nascimento V A, Rezende D C J, Bagnato V S, Marcassa L G 2005 Phys. Rev. A 71 043403
[25]	Gen T, Yan S B, Wang Y H, Yang H Q, Zhang T C, Wang J M 2005 Acta Phys. Sin. 54 5104 (in Chinese) [耿涛, 闫树斌, 王彦华, 杨海菁, 张天才, 王军民 2005 54 5104)
[26]	Chen Y Q, Yang X D 2005 Laser Spectroscopy Measurement Techniques (Shanghai: East China Normal University Press) p23 (in Chinese) [陈扬骎, 杨晓东 2005 激光光谱测量技术 (上海: 华东师范大学出版社) 第23页]
[27]	Pan J S 2004 J. Appl. Opt. 25 25 (in Chinese) [潘京生 2004 应用光学 25 25]
[28]	Wiza J L 1979 Nucl. Instrum. Methods 162 587
[29]	Wang C J, Wu H B, Zhang J S, Fang L J 1992 J. Appl. Opt. 13 30 (in Chinese) [王长骏, 吴洪兵, 张继胜, 房利君 1992 应用光学 13 30]
[30]	Bo C W 2005 M. D. Dissertation (Jilin: Changchun University of Science and Technology) (in Chinese) [薄春卫 2005 硕士学位论文 (吉林: 长春理工大学)]
[31]	Kraft S D, Mikosch J, Staanum P, Deiglmayr J, Lange J, Fioretti A, Wester R, Weidemüller M 2007 Appl. Phys. B 89 453]

施引文献

[1]	Bize S, Laurent P, Abgrall M, Marion H, Maksimovic I, Cacciapuoti L, Grünert J, Vian C, Pereira dos Santos F, Rosenbusch P, Lemonde P, Santarelli G, Wolf P, Clairon A, Luiten A, Tobar M, Salomon C 2005 J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 38 449
[2]	Shin Y, Saba M, Pasquini T A, Ketterle W, Pritchard D E, Leanhardt A E 2004 Phys. Rev. Lett. 92 050405
[3]	Weber T, Herbig J, Mark M, Nägerl H C, Grimm R 2003 Science 299 232
[4]	Holland M, Burnett K, Gardiner C, Cirac J I, Zoller P 1996 Phys. Rev. A 54 1757
[5]	Ospelkaus, Ni K K, Wang D, de Miranda M H G, Neyenhuis B, Quemener G, Julienne P S, Bohn J L, Jin D S, Ye J 2010 Science 327 853
[6]	DeMille D 2002 Phys. Rev. Lett. 88 067901
[7]	Inbar E, Mahal V, Arie A 1996 J. Opt. Soc. Am. B 13 1598
[8]	Chapman M S, Ekstrom C R, Hammond T D, Rubenstein R A, Schmiedmayer J, Wehinger S, Pritchard D E 1995 Phys. Rev. Lett. 74 4783
[9]	Bahns J T, Stwalley W C, Gould P L 1996 J. Chem. Phys. 104 9689
[10]	Shuman E S, Barry J F, DeMille D 2010 Nature 467 820
[11]	Doyle J M, Friedrich B, Kim J, Patterson D 1995 Phys. Rev. A 52 2515
[12]	Bethlem H L, Berden G, Crompvoets F M H, Jongma R T, van Roij A J A, Meijer G 2000 Nature 406 491
[13]	Chin C, Kerman A J, Vuletić V, Chu S 2003 Phys. Rev. Lett. 90 033201
[14]	Jones K M, Tiesinga E, Lett P D, Julienne P S 2006 Rev. Mod. Phys. 78 483
[15]	Stwalley W C, Wang H 1999 J. Mol. Spectrosc. 195 194
[16]	Fioretti A, Comparat D, Crubellier A, Dulieu O, Seeuws F M, Pillet P 1998 Phys. Rev. Lett. 80 4402
[17]	Lett P D, Helmerson K, Phillips W D, Ratliff L P, Rolston S L, Wagshul M E 1993 Phys. Rev. Lett. 71 2200
[18]	Miller J D, Cline R A, Heinzen D J 1993 Phys. Rev. Lett. 71 2204
[19]	Wang H, Gould P J, Stwalley W C 1996 Phys. Rev. A 53 1216
[20]	Abraham E R I, Ritchie N W M, McAlexander W I, Hulet R G 1995 J. Chem. Phys. 103 7773
[21]	Wang L R, Ma J, Zhang L J, Xiao L T, Jia S T 2007 Acta Phys. Sin. 56 6373 (in Chinese) [汪丽蓉, 马杰, 张临杰, 肖连团, 贾锁堂 2007 56 6373]
[22]	Wang H, Gould P L, Stwalley W C 1998 Phys. Rev. Lett. 80 476
[23]	Ji Z H, Wu J Z, Ma J, Feng Z G, Zhang L J, Zhao Y T, Wang L R, Xiao L T, Jia S T 2010 Chin. Phys. Lett. 27 053701
[24]	Caires A R L, Nascimento V A, Rezende D C J, Bagnato V S, Marcassa L G 2005 Phys. Rev. A 71 043403
[25]	Gen T, Yan S B, Wang Y H, Yang H Q, Zhang T C, Wang J M 2005 Acta Phys. Sin. 54 5104 (in Chinese) [耿涛, 闫树斌, 王彦华, 杨海菁, 张天才, 王军民 2005 54 5104)
[26]	Chen Y Q, Yang X D 2005 Laser Spectroscopy Measurement Techniques (Shanghai: East China Normal University Press) p23 (in Chinese) [陈扬骎, 杨晓东 2005 激光光谱测量技术 (上海: 华东师范大学出版社) 第23页]
[27]	Pan J S 2004 J. Appl. Opt. 25 25 (in Chinese) [潘京生 2004 应用光学 25 25]
[28]	Wiza J L 1979 Nucl. Instrum. Methods 162 587
[29]	Wang C J, Wu H B, Zhang J S, Fang L J 1992 J. Appl. Opt. 13 30 (in Chinese) [王长骏, 吴洪兵, 张继胜, 房利君 1992 应用光学 13 30]
[30]	Bo C W 2005 M. D. Dissertation (Jilin: Changchun University of Science and Technology) (in Chinese) [薄春卫 2005 硕士学位论文 (吉林: 长春理工大学)]
[31]	Kraft S D, Mikosch J, Staanum P, Deiglmayr J, Lange J, Fioretti A, Wester R, Weidemüller M 2007 Appl. Phys. B 89 453]

[1]	梁玮宸, 王昱寒, 张熙, 王飞, 贾凤东, 薛平, 钟志萍. 铷离子-铷原子混合阱飞行时间谱的拟合和仿真模拟. , 2023, 72(9): 093401. doi: 10.7498/aps.72.20222273
[2]	刘玉柱, 陈云云, 郑改革, 金峰, Gregor Knopp. 氟利昂F113分子在飞秒激光作用下的多光子电离解离动力学. , 2016, 65(5): 053302. doi: 10.7498/aps.65.053302
[3]	袁园, 芦小刚, 白金海, 李建军, 吴令安, 傅盘铭, 王如泉, 左战春. 多模1064nm光纤激光器实现一维远失谐光晶格. , 2016, 65(4): 043701. doi: 10.7498/aps.65.043701
[4]	苟维, 刘亢亢, 付小虎, 赵儒臣, 孙剑芳, 徐震. 中性汞原子磁光阱装载率的优化. , 2016, 65(13): 130201. doi: 10.7498/aps.65.130201
[5]	徐润东, 刘文良, 武寄洲, 马杰, 肖连团, 贾锁堂. 磁光阱中超冷钠-铯原子碰撞的实验研究. , 2016, 65(9): 093201. doi: 10.7498/aps.65.093201
[6]	胡晨阳, 刘文良, 徐润东, 武寄洲, 马杰, 肖连团, 贾锁堂. 利用双光缔合光谱技术直接测量超冷铯分子0u+(6S1/2+6P1/2)长程态的转动常数的实验研究. , 2015, 64(14): 143302. doi: 10.7498/aps.64.143302
[7]	杨威, 孙大立, 周林, 王谨, 詹明生. 用于原子干涉仪实验的锂原子的塞曼减速与磁光囚禁. , 2014, 63(15): 153701. doi: 10.7498/aps.63.153701
[8]	王杰英, 刘贝, 刁文婷, 靳刚, 何军, 王军民. 磁光阱中单原子荧光信号的优化及单原子的高效装载. , 2014, 63(5): 053202. doi: 10.7498/aps.63.053202
[9]	赵延霆, 元晋鹏, 姬中华, 李中豪, 孟腾飞, 刘涛, 肖连团, 贾锁堂. 光缔合制备超冷铯分子的温度测量. , 2014, 63(19): 193701. doi: 10.7498/aps.63.193701
[10]	汪丽蓉, 冯薪林, 马杰, 赵延霆, 肖连团, 贾锁堂. 超冷铯分子0g-长程态的振转光谱研究. , 2013, 62(18): 183301. doi: 10.7498/aps.62.183301
[11]	杨艳, 姬中华, 元晋鹏, 汪丽蓉, 赵延霆, 马杰, 肖连团, 贾锁堂. 超冷铷铯极性分子振转光谱的实验研究. , 2012, 61(21): 213301. doi: 10.7498/aps.61.213301
[12]	王燕, 姚志, 冯春雷, 刘佳宏, 丁洪斌. 355 nm激光光电离甲醛飞行时间质谱的研究. , 2012, 61(1): 013301. doi: 10.7498/aps.61.013301
[13]	牛英煜, 王荣, 修俊玲. 两束啁啾脉冲控制下的H+D+光缔合反应研究. , 2011, 60(12): 123402. doi: 10.7498/aps.60.123402
[14]	张一驰, 武寄洲, 马杰, 赵延霆, 汪丽蓉, 肖连团, 贾锁堂. 最优化参数控制提高超冷铯分子振转光谱的信噪比. , 2010, 59(8): 5418-5423. doi: 10.7498/aps.59.5418
[15]	张鹏飞, 李刚, 张玉驰, 杨榕灿, 郭龑强, 王军民, 张天才. 光致原子解吸附对冷原子磁光阱装载的动力学研究. , 2010, 59(9): 6423-6429. doi: 10.7498/aps.59.6423
[16]	汪丽蓉, 马杰, 张临杰, 肖连团, 贾锁堂. 基于振幅调制的超冷铯原子高分辨光缔合光谱的实验研究. , 2007, 56(11): 6373-6377. doi: 10.7498/aps.56.6373
[17]	江开军, 李可, 王谨, 詹明生. Rb原子磁光阱中囚禁原子数目与实验参数的依赖关系. , 2006, 55(1): 125-129. doi: 10.7498/aps.55.125
[18]	王彦华, 杨海菁, 张天才, 王军民. 用吸收法对铯原子磁光阱中冷原子数目的测量. , 2006, 55(7): 3403-3407. doi: 10.7498/aps.55.3403
[19]	耿涛, 闫树斌, 王彦华, 杨海菁, 张天才, 王军民. 用短程飞行时间吸收谱对铯磁光阱中冷原子温度的测量. , 2005, 54(11): 5104-5108. doi: 10.7498/aps.54.5104
[20]	胡正发, 王振亚, 孔祥蕾, 张先燚, 李海洋, 周士康, 王娟, 武国华, 盛六四, 张允武. 甲胺分子的同步辐射光电离解离质谱. , 2002, 51(2): 235-239. doi: 10.7498/aps.51.235

计量

文章访问数: 7257
PDF下载量: 580
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

搜索

留言板