Photonis iNocturn 相机测试报告

如果能够使用相机直接成像同时读出离子荧光，将为长链多离子的量子态判断提供很大的便利。相比于多通道PMT读出方法，相机的成像光路更为简化，并且能在不改变成像系统的情况下按需求调整离子间距，仍能保持良好的读出效果。

该读出方法对相机性能指标有两个主要的要求：

第一：相机在离子荧光波段具备足够高的量子效率，使离子的微弱荧光不会被背景杂散光(主要来源于装置内部件对读出激光脉冲的散射)淹没，有足够信噪比区分亮暗态；

第二：量子操控实验序列，需要在短时间内连续重复上千次实验，并进行持续时间约500us的量子态读出。这就要求相机必须能够被与实验激光序列同步的电信号所触发拍照。考虑单个实验序列长度约2ms，理论上该触发重复频率要达到500Hz，即每秒拍摄500张照片。

实验记录

对于需求一：我们对Be＋离子313nm荧光进行了成像测试

拍照保存100张图片，对于离子区域像素亮度进行统计，橙色为亮离子计数，蓝色为暗离子计数（开启读出激光，有背景杂散光），绿色为关闭读出激光时的纯背景计数

可以看到该相机成像效果能够区分亮暗态

该测试证明相机在外触发500Hz条件下，通过USB3.0通信，可以实现最高连续550次左右的稳定读出。

通常来说我们实验用来判断单离子量子态的读出操作，重复次数为50-200次。

综合1-2，结论是，在实验序列长度>2us的条件下，该相机能够连续重复实验500次，并且能够在足够的保真度下读取离子的量子态。