声明
1 绪 论
1.1 引言
1.2 频率标准与钟
1.2.1 微波频率标准
1.2.2 光学频率标准
1.3 光钟类型
1.3.1 光晶格钟
1.3.2 离子光钟
1.4 超高精度光钟简介
1.4.1 87Sr原子光晶格钟
1.4.2 171Yb原子光晶格钟
1.4.3 171Yb+离子光钟
1.4.4 27Al+离子光钟
1.5 Paul阱
1.6 本章小结
2 理论基础
2.1 引言
2.2 离子能级结构介绍
2.2.1 镁离子能级结构
2.2.2 铝离子能级结构
2.3 激光和原子的相互作用
2.4 二能级系统光子辐射率
2.5 离子多普勒冷却
2.6 协同冷却介绍
2.6.1 多离子系统的平衡位置
2.6.2 Normal mode频率计算
2.6.3 多普勒协同冷却极限
2.7 拉曼跃迁理论介绍
2.7.1 拉曼跃迁
2.7.2 拉曼跃迁频率计算
2.8 本章小结
3 离子阱系统
3.1 引言
3.2 离子阱设计
3.2.1 刀片阱设计
3.2.2 新型离子阱设计
3.3 离子阱中离子的运动
3.3.1 离子的运动方程
3.3.2 Mathieu方程求解
3.3.3 离子运动模拟
3.3.4 引入激光冷却作用的离子运动轨迹
3.4 微运动补偿
3.5 加热率研究
3.5.1 加热率的物理机制
3.5.2 激光引入的加热率
3.5.3 评估加热率引入的二阶多普勒频移
3.6 本章小结
4 实验装置系统简介
4.1 引言
4.2 真空系统
4.3 荧光采集系统
4.4 离子装载系统
4.5 光路系统
4.6 RF驱动系统
4.7 磁场控制
4.8 控制系统
4.9 本章小结
5 镁离子实验
5.1 引言
5.2 态制备与时序控制
5.2.1 离子态制备与探测过程
5.2.2 脉冲时序的实现
5.3 微波共振实验
5.4 光频移实验
5.4.1 光强标定
5.4.2 光频移理论分析
5.4.3 实验验证
5.5 拉曼跃迁实验
5.5.1 拉曼跃迁实验设计
5.5.2 拉曼边带冷却模拟
5.5.3 拉曼边带冷却实验
5.5.4 拉曼冷却效率的实验优化
5.6 加热率测量
5.7 本章小结
6 铝离子钟跃迁探测
6.1 引言
6.2 铝离子离化与囚禁
6.3 量子逻辑谱探测
6.3.1 探测方案
6.3.2 铝离子态制备
6.3.3 双离子边带冷却
6.3.4 量子逻辑谱探测
6.4 钟跃迁探测
6.5 本章小结
7 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
致谢
参考文献
附录 A 攻读博士学位期间发表的主要论文
