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Compact structures for single-beam magneto-optical trapping of ytterbium

Pick, Julian und Schwarz, Roman und Kruse, Jens und Lisdat, Christian und Klempt, Carsten (2024) Compact structures for single-beam magneto-optical trapping of ytterbium. ICAP 2024, 2024-07-14 - 2024-07-19, London, UK.

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Kurzfassung

The ongoing improvement of measurement resolution and measurement capabilities in metrology, including frequency metrology, inertial sensing, and gravimetry, enables applications that require field deployable systems operating reliably outside of a well-controlled environment of a laboratory. Transportable systems demand a miniaturization of key components, including magneto-optical traps (MOTs). Such a miniaturization can be achieved by substituting the standard six-beam MOT configuration with in-vacuum optics that reflect or diffract a single incident beam into multiple beams that provide trapping and cooling forces along all spatial directions. Here, we report a direct comparison between a quasi-monolithic pyramid-shaped reflector and an achromatic Fresnel reflector that are suitable to generate a MOT with a single-beam input. Both reflectors rely on aluminum mirror surfaces to generate secondary beams for three-dimensional trapping and cooling. The use of reflective elements provides achromaticity, preventing a beam overlapping mismatch that arises in diffractive grating structures. We investigate the properties of the corresponding MOT platform by trapping and cooling various isotopes of neutral ytterbium. The comparison encompasses the structures' performance in loading atoms into a first MOT stage operating on the 1S0-1P1 transition. Furthermore, we investigate the transfer efficiency of bosonic 174Yb and fermionic 171Yb into the second MOT stage operating on the narrow 1S0-3P1 transition. The demonstrated trapping and cooling geometries are compact and robust, and provide a reliable atom source for future compact and spaceborne optical lattice clocks.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/205645/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Zusätzliche Informationen:Die präsentierten Inhalte sind publiziert in Rev. Sci. Instrum. 95, 073201 (2024) https://doi.org/10.1063/5.0203308
Titel:Compact structures for single-beam magneto-optical trapping of ytterbium
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Pick, JulianJulian.Pick (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0001-9805-2006164929112
Schwarz, RomanRoman.Schwarz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kruse, Jensjens.kruse (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lisdat, ChristianPhysikalisch-Technische BundesanstaltNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Klempt, Carstencarsten.klempt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2402-3162NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juli 2024
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Magneto-optical trap, Ytterbium, Compact, Optical lattice clocks, Reflectors
Veranstaltungstitel:ICAP 2024
Veranstaltungsort:London, UK
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:14 Juli 2024
Veranstaltungsende:19 Juli 2024
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Kommunikation, Navigation, Quantentechnologien
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R KNQ - Kommunikation, Navigation, Quantentechnologie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Innovative Quantum Technology for Space Applications
Standort: Hannover
Institute & Einrichtungen:Institut für Satellitengeodäsie und Inertialsensorik > Optische Frequenzmessung
Hinterlegt von: Pick, Julian
Hinterlegt am:05 Aug 2024 08:04
Letzte Änderung:05 Aug 2024 08:04

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