Hamburg 2009 – wissenschaftliches Programm
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Q: Fachverband Quantenoptik und Photonik
Q 2: Quanteninformation: Atome und Ionen I
Q 2.1: Vortrag
Montag, 2. März 2009, 10:45–11:00, ESA-B
Optimierte Initialisierung eines 171Yb+-Ions in den Zustand 2S1/2,F=0 — •Ingo Baumgart, Nuala Timoney und Christof Wunderlich — Fachbereich Physik, Universität Siegen,Walter-Flex-Straße 3, 57072 Siegen
Schnelle und effektive Initialisierung eines Anfangszustandes ist im Hinblick auf die Realisierung eines Quantenrechners oder für Quanten-Simulation eine wichtige Voraussetzung.
Die als quantenmechanisches Zwei-Niveau-System genutzten Hyperfeinstruktur-Zustände 2S1/2,F=0 und 2S1/2,F=1,mF=0 eines in einer Paul-Falle gespeicherten 171Yb+-Ions können durch ein resonantes Mikrowellenfeld bei einer Frequenz von 12,6 GHz kohärent manipuliert werden. Zum Dopplerkühlen des Ions wird auf den Übergang 2S1/2,F=1 ↔ 2P1/2,F=0 Licht bei 369 nm eingestrahlt. Um für die Zustandspräparation den Übergang 2S1/2,F=1 ↔ 2P1/2,F=1, mit dem anschließenden Zerfall in den Zustand 2S1/2,F=0 resonant anzuregen, wird das Licht bei 369 nm um 2,1 GHz mit einem Sechsfach-Durchgang durch einen akustooptischen Modulator zu größeren Frequenzen hin verstimmt.
Im Vergleich zur bisherigen Methode wird so eine wesentliche Verbesserung der Präparationseffizienz erreicht. Dafür wird eine minimale Lichtleistung von 0,02 W/(mm)2 im Fallenzentrum benötigt und eine kürzere Präparationszeit von bisher minimal 25 µs erzielt. Die so erlangte Präparationseffizienz von annähernd 100 % stimmt gut mit den durchgeführten Simulationen überein.