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Q: Quantenoptik

Q 4: Fallen und Kühlung I

Q 4.4: Vortrag

Montag, 3. März 1997, 14:45–15:00, N 6

Breitbandlaser für die Ionenkühlung im Speicherring — •Th. Engel¹, A. Dax², S. Faber², M. Gerlach², R. Grieser³, R. Grimm⁴, G. Huber³, T. Kühl², F. Laeri¹, I. Lauer⁴, V. Luger⁴, P. Merz³, F. Schmitt², P. Seelig³, H. Winter² und M. Würtz¹ — ¹Inst. für Angewandte Physik, Technische Hochschule Darmstadt — ²Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH, Darmstadt — ³Inst. für Physik, Universität Mainz — ⁴MPI für Kernphysik, Heidelberg

In Speicherringen ist die Effizienz der Laserkühlung mit single-mode Lasern zu Beginn des Kühlvorgangs durch eine starke inhomogene Verbreiterung des Kühlübergangs begrenzt. Ursache der Verbreiterung ist die verbleibende Geschwindigkeitsverteilung der Ionen nach abgeschlossener Elektronenkühlung. Der schmalbandige Laser kann nur mit einer kleinen Geschwindigkeitsklasse der Ionen gleichzeitig wechselwirken. Vorgestellt wird ein breitbandiger cw - Laser, dessen Resonator über die frequenzverschobene erste Beugungsordnung eines akusto-optischen Modulators geschlossen ist. Dieser Laser hat eine vollständig angefüllte Bandbreite von 550 MHz. In einem Experimet am Heidelberger TSR wurde am 2 ³S₁,F = 5/2 → 2 ³P₂,F = 7/2 Übergang eines ⁷Li⁺-Ionenstrahls bei 13.3 MeV/u die Kühleigenschaft des Breitbandlasers mit der eines single-mode Lasers verglichen. Die Bandbreite des neuen Lasers ist groß genug, die inhomogene Linienbreite in dem Experiment ganz zu erfassen und anzuregen. Die Anregungsausbeute und die Kühlkraft des breitbandigen Lasers sind gegenüber dem schmalbandigen Laser deutlich gesteigert.