Diplomarbeit Christian Hauswald

3.3. Das VakuumsystemNach oben war die MOT-Kammer zunächst mit einem Blindflansch verschlossen, da dasuntere Vakuumsystem zuerst getrennt evakuiert wurde. Während des Aufbaus der Hauptkammertrat an diese Stelle ein Verbindungsstück zwischen den beiden Kammern (sieheAbschnitt 3.3.4). Im weiteren Verlauf des Experiments ist außerdem geplant, eine differentiellePumpstufe, also ein Rohr mit deutlich niedrigerem Leitwert, einzusetzen. Diesesermöglicht die Verwendung eines hohen Rubidium-Drucks in der MOT-Kammer zum effizientenLaden der Falle, ohne den Druck in der Hauptkammer negativ zu beeinflussen.Berechnungen zu der erwarteten Auswirkung dieser differentiellen Pumpstufe im Vergleichzum ursprünglichen Verbindungsstück werden in Abschnitt 3.4 dargestellt.Die MOT-Kammer ist über einen konischen Reduzierer mit dem Kreuz verbunden, andessen einer Seite ein kombinierter Pirani/Kaltkathoden-Transmitter (Pfeiffer Vakuum,PKR 251) zur Druckmessung im Bereich von 10 3 mbar bis 5 ×10 −9 mbar angeschlossenist. Gegenüber der Kammer befindet sich die Verbindung zur unteren Ionengetterpumpe(Varian, VacION Plus Starcell 40) mit einer Saugleistung von 40 l/s (N 2 ). Senkrecht dazuist das Kreuz mit einem Ventil verbunden, welches während des Auspumpvorgangs mitder Turbopumpe geöffnet ist. Im späteren Betrieb des Experiments wird es geschlossenum ein Abschalten der Turbopumpe zu ermöglichen. Die Pumpleistung wird dann von derIonengetterpumpe übernommen, welche einen niedrigeren Enddruck ermöglichen kann.Das UHV-Eckventil (VAT GmbH, Reihe 540) bietet laut Hersteller eine sehr kleine Ausgasrateund eine Dichtheit für Drücke < 10 −10 mbar. Die Turbopumpe (Pfeiffer Vakuum,TMU 071 P) kann mit der Membranpumpe (Pfeiffer Vakuum, MVP 015-2) als VorpumpeDrücke von < 10 −9 mbar erreichen. Zwischen Turbo- und Vorpumpe wurden die standardmäßigverwendeten PVC-Schläuche durch Edelstahl-Wellschläuche mit KF-Anschlussersetzt, um eine bessere Helium-Dichtigkeit zu erreichen. Dadurch verbessert sich bei derLecksuche mit Helium die Empfindlichkeit des Testgeräts und ermöglicht somit das Auffindensehr kleiner Lecks (siehe Kapitel 3.3.7). Außerdem wurde ein Handventil zwischenVorpumpe und Turbopumpe montiert um beim Abschalten der Turbopumpe eine Kontaminationder Kammer durch zurückströmendes Gas zu verhindern. Das Handventil wirdgeschlossen, wenn die Turbopumpe bzw. die Kammer belüftet wird. Weitere Details zumFluten der Kammer werden in Abschnitt 3.3.8 beschrieben. Da sowohl die Vorpumpe alsauch die Turbopumpe im Betrieb Vibrationen erzeugen, welche sich auf den optischenTisch übertragen und damit die Stabilität der Kopplung zwischen ultradünner Faser undResonator beeinflussen, wird während des Experiments auf deren Einsatz verzichtet unddie vibrationsfreie Ionengetterpumpe zur Aufrechterhaltung des Vakuums verwendet. Diesgilt ebenfalls für die obere Kammer, deren Aufbau im folgenden Abschnitt erläutert wird.3.3.4 Aufbau der HauptkammerDie Hauptkammer (Kimball Physics Inc.) wurde in der zweiten Stufe des Experimentszusammen mit allen Komponenten oberhalb der Zwischenebene aufgebaut (siehe Abbildungen3.5 und 3.6) und mit der unteren Kammer über einen Edelstahlzylinder der Länge160 mm mit 16 mm Durchmesser verbunden. Die bereits beschriebene differentielle Pumpstufewird erst im weiteren Verlauf des Experiments zusammen mit dem Kupferblock undder Resonatorhalterung eingesetzt (siehe Abschnitt 2.3). Das Breadboard, welches als Zwischenebenedient, ist über 18 massive Edelstahlzylinder mit dem optischen Tisch verbunden,um eine ausreichende Stabilität zu gewährleisten. An der Unterseite des Breadboards39