Coherent Paladin激光器助力先进陀螺仪实现质的飞跃
对于原子的研究是人类历史上最杰出的科学探索之一。Niels Bohr 和 Ernest Rutherford 等早期物理学家在20世纪初开始揭开原子的奥秘，为现代原子物理学奠定了基础。Rutherford在原子核结构方面的开创性工作，以及Bohr解释电子轨道的模型，是人类研究原子运动的重要技术里程碑。随着研究手段的进步，对于操纵和研究原子粒子的精度也不断提高。
在当代物理学中，得益于离子捕获和物质波干涉等先进技术的发展，使科学家能够以超高的精度控制和测量原子粒子，为量子力学和应用技术开辟了新的可能性。这些尖端实验的核心是先进的激光器，在操纵原子状态、实现原子精确测量，以及分子镊应用方面，激光发挥着至关重要的作用。
Coherent Paladin激光器，是离子捕获领域不可或缺的部分。Paladin激光器能产生超快、高功率的激光脉冲，研究人员利用激光能够创造和操纵离子的叠加态，从而实现量子力学的突破性实验。其独特的性能使其成为驱动离子跃迁的理想光源，这对于物质波干涉的研究和先进陀螺仪的开发至关重要。
考虑到激光功率、脉宽、波长和重复频率等参数，除了Paladin外，我找不到任何其他适合我的研究的激光器。
—— Takashi Mukiyama 博士，东京工业大学教授
东京工业大学的Takashi Mukaiyama博士是一位拥有20多年经验的实验原子物理学家。目前，Mukaiyama博士正在利用量子传感技术开发高精度、紧凑的分子陀螺仪。利用Paladin激光器的先进激光技术，Mukaiyama博士将电场捕获的离子操纵成多维叠加状态，从而使它能够通过干涉现象，以前所未有的精度和准确度测量旋转运动。
Takashi Mukaiyama博士（左）和Ryoichi Saito博士（右）在东京工业大学开始离子捕获实验之前校准Paladin激光器。
在 Mukaiyama博士的论文《捕获单离子的三维物质波干涉法》中，他演示了捕获的171Yb+离子进行三维物质波干涉，并通过Paladin激光器锁模脉冲实现了对其运动的精确控制。1
该激光用于通过受激拉曼跃迁方法来操纵离子的运动，从而能够创建干涉测量所必需的叠加态。在势阱周期的整数倍数处观察到了非常明显的干涉，验证了三维运动和理论分析。该研究揭示了基于离子运动的量子传感应用的潜力，其中激光的精度对于实现这些结果起着至关重要的作用。此外，Paladin激光器专为工业和科学应用而设计，每天可确保持续稳定运行。
超快Paladin激光器非常适合量子传感研究
Mukaiyama博士强调了激光器在他的研究所发挥的关键作用，他强调Paladin激光器能够以高重复频率（120MHz）提供超快脉冲（15ps），确保精确的离子态转变和最小的能级跃迁。Mukaiyama博士指出“激光必须具备高功率，同时还需要窄脉宽。”
Paladin激光器的波长为355nm，非常适合驱动特定的量子态跃迁，这对于精确的干涉测量至关重要，大大增强了陀螺仪技术的潜在应用。激光器对于帮助Mukaiyama博士实现他的研究目标至关重要，其优秀的稳定性和可靠性，以及与离子阱装置的兼容性，是达到实验高精度和可重复性不可或缺的工具。
Mukaiyama博士在离子捕获和物质波干涉方面的创新方法，标志着量子陀螺仪发展的重大飞跃。他使用的 Coherent Paladin 激光器展示了其最先进的工程和设计，推动了Mukaiyama博士的研究。
“考虑到激光功率、脉宽、波长和重复频率等参数，除了Paladin外，我找不到任何其他适合我的研究的激光器。”
在Paladin激光器的帮助下，Mukaiyama博士正在加深我们对离子空间和时间的理解。
参考文献：
1. Shinjo, A.、Baba, M.、Higashiyama, K.、Saito、R. Mukaiyama、T. 捕获单离子的三维物质波干涉测量法。Phys. Rev. Lett. 126, 153604 (2021)。
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