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Miniaturized setups for magneto-optical trapping of ytterbium and strontium

Pick, Julian und Voß, Julia und Löwinger, Florian und Hirt, Simon und Kruse, Jens und Hannig, Stephan und Leopold, Tobias und Schwarz, Roman und Klempt, Carsten (2026) Miniaturized setups for magneto-optical trapping of ytterbium and strontium. European Frequency and Time Forum (EFTF) 2026, 2026-04-20 - 2026-04-23, Noordwijk, Niederlande.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
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Kurzfassung

Optical lattice clocks based on ytterbium (Yb) and strontium (Sr) are emerging as key technologies in precision timekeeping and metrology. Recent advancements in miniaturization and transportability are making them increasingly accessible for applications outside traditional laboratory settings. However, the degree of miniaturization is limited by the atomic source that is used to provide laser-cooled atoms for the clock spectroscopy. Conventional atomic sources for optical lattice clocks consist of a high-power oven and a magneto-optical trap (MOT) that requires six incident laser beams for three-dimensional trapping and cooling.

Here, we present technologies that allow a significant miniaturization of the required experimental setups to realize a MOT for Yb and Sr. These are a chip-based microstructured atomic oven and in-vacuum optical elements that require only a single incident laser beam to generate all of the required beams for three-dimensional trapping and cooling. The oven was manufactured with LIDE® (laser induced deep etching). It was paired with an aluminum pyramid reflector to load Yb atoms into a MOT. The oven was placed directly at the outside of the reflector, forming a compact setup that is used for atom evaporation and direct trapping and cooling. In this configuration, MOT loading rates above 10^8 atoms/s were measured for oven heating powers below 250 mW. Furthermore, the microstructured oven was paired with a grating MOT chip inside a highly compact vacuum chamber. The chamber was additively manufactured from titanium and the assembled setup spans a volume of less than 750 ml. In this setup, up to 10^5 Sr atoms were trapped in the MOT.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/224209/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Miniaturized setups for magneto-optical trapping of ytterbium and strontium
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Pick, JulianJulian.Pick (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0001-9805-2006NICHT SPEZIFIZIERT
Voß, JuliaLPKF Laser & Electronics SENICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Löwinger, FlorianVACOM Vakuum Komponenten & Messtechnik GmbHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hirt, SimonLPKF Laser & Electronics SENICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kruse, Jensjens.kruse (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hannig, StephanPhysikalisch-Technische BundesanstaltNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Leopold, TobiasTobias.Leopold (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schwarz, RomanRoman.Schwarz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5841-5597NICHT SPEZIFIZIERT
Klempt, Carstencarsten.klempt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2402-3162NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2026
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Magneto-optical trap, Optical lattice clock, Miniaturization
Veranstaltungstitel:European Frequency and Time Forum (EFTF) 2026
Veranstaltungsort:Noordwijk, Niederlande
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:20 April 2026
Veranstaltungsende:23 April 2026
Veranstalter :European Space Agency (ESA)
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 - Optische Gitteruhr für Raumfahrtanwendungen
Standort: Hannover
Institute & Einrichtungen:Institut für Satellitengeodäsie und Inertialsensorik > Optische Frequenzmessung
Hinterlegt von: Pick, Julian
Hinterlegt am:30 Apr 2026 08:33
Letzte Änderung:30 Apr 2026 08:33

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