光学囚禁离子

用光偶极阱纯光学囚禁离子并做态检测。

概述

该示例以实验类 OpticalTrappingIon 演示用光偶极阱 纯光学囚禁单个 离子。射频势阱（rf）可选择关闭以测量纯光阱性能，也可在可调磁场下进行光学囚 禁；配合离子激光冷却、自旋准备与产物态检测，离子还可经轴向电极在阱内外移动。

主要设备

类别设备（节选）用途
Ba 激光ba_493_aom(_ttl)、ba_493_vert_aom、ba_650_aom(_ttl)、ba_493_res_shut、ba_493_det_shut、ba_615_shut冷却、泵浦（S1/2↔P1/2、D3/2 等）、快门
光偶极阱odt_power / odt_aom / odt_shut光囚禁光束的功率与开关
射频阱rf、rf_off射频 Paul 阱约束（可关以实现纯光阱）
轴向移动trap_ax、trap_ax_pc、trap_ax_wall、trap_ax_offs离子轴向移位（shuttling）
磁场b_homogen、shim预冷/囚禁时的量化磁场
检测trigger_cam径向离子荧光/态检测触发

参数（build 中 setattr_argument 节选）

trapping_time、odtpower、rf_init 与 rf_ramp_duration、opt_ramp_duration、repumpers_on、pump_d32、 ba_spin_prep、b_field_precooling(_applied) / b_field_opt_trap(_applied)、 shuttle_ion / shift_voltage、shutter_time、detect_ba_product_state 等。

时序阶段

初始化
  → 离子自旋准备
  → 磁场切换（可选高场探测）
  → （可选）轴向移出再移回离子
  → 线性爬升光囚禁束功率 → 关闭射频约束（纯光学囚禁）
  → 关闭光阱（释放）与磁场
  → 产物态/荧光检测

关键代码（节选）

from quatm.experiment import *   # Experiment, NumberValue, BoolValue, delay, realtime ...

class OpticalTrappingIon(Experiment):
    def build(self):
        self.setattr_device("ba_493_aom")
        self.setattr_device("odt_power")
        self.setattr_device("rf")
        self.setattr_argument("trapping_time", NumberValue(ndecimals=0, step=10,
                             value=100, unit="µs"))
        # ... 其余参数省略

    def run(self):
        with realtime():
            # 爬升光囚禁束、关闭射频约束实现纯光学囚禁
            self.odt_power = self.odtpower
            self.rf_trap_off = True
            # ... 时序省略

运行

将该脚本放入 experiments 后，在实验浏览器（Browser）中打开即会生成参数面 板；调节 odtpower 与 trapping_time 可扫描光学囚禁的功率与 时长，配合 detect_ba_product_state 读取离子产物态。