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Quantitative evaluation of space charge effects of laser-cooled three-dimensional ion system on a secular motion period scale

引用

Chinese Physics B 2018年第4期27卷 292-298页

作者： Li-Jun Du Hong-Fang Song Shao-Long Chen Yao Huang Xin Tong Hua Guan Ke-Lin Gao China Academy of Space Technology (Xi'an) Xi'an 710100 China State Key Laboratory of Magnetic Resonance and Atomic and Molecular Physics Wuhan Institute of Physics and Mathematics Chinese Academy of Sciences Wuhan 430071 China Key Laboratory of Atomic Frequency Standards Wuhan Institute of Physics and Mathematics Chinese Academy of Sciences Wuhan 430071 China Center for Cold Atom Physics Chinese Academy of Sciences Wuhan 430071 China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049 China

In this paper,we introduce a method of quantitatively evaluating and controlling the space charge effect of a lasercooled three-dimensional（3 D） ion system in a linear Paul *** relationship among cooling efficiency,ion quantity,and trapping strength is analyzed quantitatively,and the dynamic space distribution and temporal evolution of the 3 D ion system on a secular motion period time scale in the cooling process are *** ion number influences the eigen-micromotion feature of the ion *** trapping parameter q is ～ 0.3,relatively ideal cooling efficiency and equilibrium temperature can be *** decrease of axial electrostatic potential is helpful in reducing the micromotion heating effect and the degradation in the total *** a single secular motion period under different cooling conditions,ions transform from the cloud state（each ion disperses throughout the envelope of the ion system） to the liquid state（each ion is concentrated at a specific location in the ion system） and then to the crystal state（each ion is subjected to a fixed motion track）.These results are conducive to long-term storage and precise control,motion effect suppression,high-efficiency cooling,and increasing the precision of spectroscopy for a 3 D ion system.

关键词： space charge effects cooling dynamics ion trajectory ion energy

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