CN218383992U - 离子阱针极对位装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种离子阱针极对位装置。该装置包括轴向调节组件和径向调节组件，所述轴向调节组件包括第一精密位移台以及设置在第一精密位移台上的限位机构；所述径向调节组件包括第二精密位移台以及设置在第二精密位移台上的索套机构；所述离子阱包括至少两个支撑部以及设置在各个支撑部上的针极固定部，其中针极固定部上设置有多个针极：所述限位机构用于随第一精密位移台移动，并推动针极固定部以在轴向上调节针极固定部在支撑部中的位置，所述索套机构用于随第二精密位移台移动，并套设在针极上以在径向上调节针极的位置。本申请实施例的离子阱针极对位装置可用于针极离子阱的装配和校准对位。

Description

离子阱针极对位装置

技术领域

本申请涉及量子计算机技术领域，具体涉及离子阱量子计算机，尤其涉及一种离子阱针极对位装置。

背景技术

在本领域，针极离子阱(或称针极阱)属于保罗型离子阱(Paul trap)的一种形式，其构造主要包括两个在空间相对布置的针尖形电极组(或称针状电极组、针极组)，两个针尖形电极组的排列在空间中构成一定角度，其中，每一个针尖形电极组中包括三根等距排列的针尖形电极(或称针状电极、针极)，位于中间的电极为加载射频电压的射频电极(RF电极)，位于两侧的两个电极均为加载直流补偿电压的直流电极(DC电极)，两根RF电极之间的微小空间为囚禁区域。因针极离子阱具有结构简单、易于加工等优点，是目前进行囚禁离子实验的较为常用的离子阱形式。

针极离子阱的工作性能与其针极的特性紧密相关，例如，针极形状的规则度、针极表面的光滑度、各针极的一致性以及针极的装配精度等均会影响针极离子阱的整体性能，其中，针极的装配精度通常要求达到微米数量级，以两根RF电极为例，需要两根RF电极之间的相对位置尽可能满足针尖同轴度以及间距的精确度，否则，可导致囚禁区域的电场形状产生畸变，进而导致囚禁失败或者离子产生较大的微运动，这样将很难在多个针极之间形成期望的电场，以达到囚禁微粒的目的。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种离子阱针极对位装置，用于解决至少一种技术问题。

本申请实施例的离子阱针极对位装置包括：轴向调节组件和径向调节组件，其中所述轴向调节组件包括第一精密位移台以及设置在第一精密位移台上的限位机构；所述径向调节组件包括第二精密位移台以及设置在第二精密位移台上的索套机构；其中，离子阱包括至少两个支撑部以及设置在各个支撑部上的针极固定部，其中针极固定部上设置有多个针极：所述限位机构用于随第一精密位移台移动，并推动针极固定部以在轴向上调节针极固定部在支撑部中的位置，所述索套机构用于随第二精密位移台移动，并套设在针极上以在径向上调节针极的位置。

可选地，本申请实施例的离子阱针极对位装置还包括：第三精密位移台，所述第三精密位移台用于放置所述离子阱。

可选地，本申请实施例的离子阱针极对位装置还包括：多个镜头，用于对离子阱的针极进行拍摄并成像，所述多个镜头包括：第一镜头、第二镜头和第三镜头，其中，第一镜头和第二镜头均位于离子阱的上方，且第一镜头的光轴与第二镜头的光轴镜面对称；第三镜头位于离子阱的侧面，第三镜头的光轴垂直于针极的中心轴。

可选地，根据本申请的实施例，所述第一镜头的光轴平行于第一针极、第二针极和第三针极所在的面，第二镜头的光轴平行于第四针极、第五针极和第六针极所在的面；和/或，所述第一镜头的光轴与所述第三镜头的光轴所成的夹角大于40度且小于50度。

可选地，根据本申请的实施例，所述限位机构包括间隔设置的第一长杆和第二长杆，第一长杆和第二长杆的间距大于或等于针极固定部的轴向宽度；作业时，针极固定部位于第一长杆和第二长杆之间，在所述限位机构随第一精密位移台在轴向上移动时，第一长杆推动针极固定部以使其接近对侧的针极固定部，第二长杆推动针极固定部以使其远离对侧的针极固定部。

可选地，根据本申请的实施例，所述第一长杆沿长度方向上逐渐变细；和/或，所述第二长杆沿长度方向上逐渐变细；和/或，在所述第一长杆的与针极固定部的接触面上具有凸起部；和/或，在所述第二长杆的与针极固定部的接触面上具有凸起部。

可选地，根据本申请的实施例，其中所述限位机构呈C形结构或者门形结构。

可选地，根据本申请的实施例，所述索套机构包括索套和长管，其中索套从长管中穿过并在长管的一端形成闭环，所述索套用于套设在针极上以进行径向的位置调节。

可选地，根据本申请的实施例，所述长管的直径小于相邻针极的间距；和/或，所述索套为金属丝。

可选地，根据本申请的实施例，所述针极固定部为圆柱体结构，在圆柱体的侧面上具有沿轴向的凸出的肋，所述支撑部上具有与所述针极固定部的轮廓相匹配的通孔，在将所述针极固定部装入所述通孔中时，所述肋用于对针极固定部的角度定位；和/或，所述支撑部上具有螺纹孔，所述螺纹孔通向针极固定部的安装位，所述螺纹孔以及配合的螺丝用于在轴向上固定针极固定部。

利用本申请实施例的针极对位装置，可在轴向上以及径向上对各个针极进行微调对位，能够使得离子阱的多个针极从整体上符合对位要求，并且，本申请实施例的针极对位装置设计合理、结构巧妙，操作方式便捷，调节效率高，调节精度好，适用于对针极离子阱的装配和校准对位，尤其适合于对调节精度要求较高例如误差在微米量级的应用场合。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，以下对本申请实施例中的附图作简单介绍。

图1是本申请实施例的一种针极离子阱的针极固定部及多个针极的示意图。

图2是本申请一实施例的离子阱的针极对位过程的流程框图。

图3是利用本申请实施例对离子阱进行针极对位的状态示意图。

图4是图3实施例的俯视图。

图5是图3实施例的针极附近区域的局部放大图。

图6是本申请实施例的针极对位条件的示意图。

图7是利用本申请实施例的针管索套进行对位调节的示意图。

具体实施方式

以下将参考若干示例性实施方式来描述本申请的原理和精神。应当理解，提供这些实施方式的目的是为了使本申请的原理和精神更加清楚和透彻，使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本申请的原理和精神。本文中提供的示例性实施方式仅是本申请的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本文中的实施方式，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

在本文中，诸如第一、第二之类的用语，仅用来将一个实体(或操作)与另一个实体(或操作)区分开来，而不在于要求或暗示这些实体(或操作)之间存在任何顺序或关联。在本文中，由语句“包括……”所限定的要素(例如部件、组分、过程、步骤)，并不排除在所列举要素之外还存在其他要素，也就是，还可包括没有明确列举的其他要素。在本文中，附图中的任何元素及其数量均用于示例而非限制，附图中的任何命名均仅用于区分，而不具有任何限制含义。

以下参考本申请的若干示例性或代表性实施方式，详细阐释本申请的原理和精神。

首先，对本申请实施例进行对位调节的针极离子阱做简要描述。本申请实施例的针极离子阱包括第一针极固定部、第二针极固定部、第一支撑部和第二支撑部，其中，第一针极固定部上依次设置有第一针极、第二针极和第三针极；第二针极固定部上依次设置有第四针极、第五针极和第六针极。

为便于解释，图1示意性地示出了一种针极离子阱的针极固定部以及多个针极，其中，针极固定部100上设置有三个针极10、20和30，针极固定部200上设置有三个针极40、50和60。根据针极离子阱本身的结构特点可知，针极20和50为RF电极，针极10、30以及针极40、60为DC电极。

在本领域，针极对位的目的是通过对针极固定部上的各个针极的调节，使得各个针极的相对位置符合精度要求，从而针极离子阱作为一个整体能够正常作业，以下列举一些针极离子阱的针极对位要求：

·RF针极(如针极20和50)的针尖的轴向距离的误差符合要求；

·RF针极(如针极20和50)的同轴度偏差符合要求；

·两两相邻针极(如针极10与20、针极20与30)的针尖径向间距相等；

·两两相邻针极(如针极40与50、针极50与60)的针尖径向间距的误差符合要求；

·单个固定部上的多个针极(如针极10、20和30)共面。

其中，对于误差值和偏差值的要求均在微米级。

为了实现这种高精度的针极对位要求，本申请实施例提出一种针极对位装置，其包括轴向调节组件和径向调节组件，具体来看：

其中，轴向调节组件包括第一精密位移台以及设置在第一精密位移台上的限位机构；径向调节组件包括第二精密位移台以及设置在第二精密位移台上的索套机构；限位机构用于随第一精密位移台移动并推动针极固定部，以在轴向上调节针极固定部在支撑部中的位置；索套机构用于随第二精密位移台移动并套设在针极上，以在径向上调节针极的位置。

也就是说，上述针极对位装置的限位机构以及索套机构分别安装在精密位移台上，通过精密位移台辅助实现限位机构和索套机构的高精度、小尺度、多自由度的位移调节。

这里，关于精密位移台，为微观领域不可缺少的一种精密定位设备，其基本功能是可提供六个自由度的位移调节，分别是：沿x、y、z轴方向的三个平移自由度以及围绕x、y、z轴的三个旋转自由度。例如，搭载微行程精密定位技术的精密位移台，其微行程可达到几微米至几百微米的定位行程精度，具有灵敏度高、稳定性好等优点。

在本申请的实施例中，可采用市面已有的精密位移台，也可采用尚未面市的精密位移台，满足针极离子阱的调节精度即可。

在本申请的实施例中，举例来讲，对位调节时，精密位移台带动限位机构移动，能够在轴向上调节针极固定部的位置，使RF针极的针尖的距离达到设计要求(例如，针极20与50的针尖间距应为90微米)，并且将调节误差控制在微米级别(例如，±10微米，也就是，调节后针极20与50的针尖间距应介于80～100微米，认为符合对位要求)；同理，精密位移台带动索套机构移动，能够在径向上调节针极的位置，使之符合具体的对位要求，下文将做更具体描述。

可见，利用本申请实施例的针极对位装置，能够方便地在轴向上和径向上调节针极离子阱中的针极位置，调节过程便捷，调节效率高，调节精度好，可在很大程度上降低操作的复杂程度，减轻操作者的负担，使研发人员能够将主要精力用在对离子阱本身特性的研究上，提升整体工作效率。

在本申请的一些实施例中，可选地，针极对位装置还可以包括第三精密位移台，可将针极离子阱放置在第三精密位移台上，这样可以灵活调整针极离子阱本身的位置，有助于使整个装配或对位的过程更为灵活、顺畅。

在本申请的一些实施例中，可以为针极对位装置配备成像设备，例如，在离子阱周围空间的特定方位，安装高倍镜头，对对位过程进行拍摄成像，可辅助针极的多自由度对位过程，能够兼顾不同自由度对位时的相互影响，在一定程度上缩短针极对位的整体时长。

因此，作为一种示例，针极对位装置还可以包括多个镜头，用于对离子阱的针极进行拍摄并成像，所述多个镜头包括第一镜头、第二镜头和第三镜头，其中，第一镜头和第二镜头均位于离子阱的上方，且第一镜头的光轴与第二镜头的光轴镜面对称；第三镜头位于离子阱的侧面，第三镜头的光轴垂直于针极的中心轴。

也就是说，可在离子阱周围布置至少三个高倍镜头，其中，两个位于离子阱上方且位置对称，剩余一个位于离子阱侧面且镜头光轴垂直于针极，如此，同步地对针极离子阱进行成像，能够获得各个自由度上针极的相对位置关系，检测针极是否调节到位。

在本申请的一些实施例中，所述第一镜头的光轴平行于第一针极、第二针极和第三针极所在的面，第二镜头的光轴平行于第四针极、第五针极和第六针极所在的面；和/或，所述第一镜头的光轴与所述第三镜头的光轴所成的夹角大于40度且小于50度。按照上述具体方式布置三个镜头，可获得针极是否共面、是否等间距、RF针极尖端距离等信息，为调节过程提供重要参考。

在本申请的一些实施例中，所述限位机构包括间隔设置的第一长杆和第二长杆，第一长杆和第二长杆的间距大于或等于针极固定部的轴向宽度；作为一种示例，限位机构呈C形结构或者门形结构。

作业时，可通过以下方式，在轴向上调节RF针极的位置：首先，控制第一精密位移台上的限位机构移动以使针极固定部位于第一长杆和第二长杆之间，也就是限位机构将针极固定部整体夹持住，然后，控制第一精密位移台沿轴向往复移动，则限位机构随之沿轴向往复移动，从而调节针极位置，例如，第一长杆推动针极固定部则其上的RF针极可接近对侧的RF针极，第二长杆推动针极固定部则其上的RF针极远离对侧的RF针极。

在本申请的一些实施例中，所述索套机构包括索套和长管，其中，索套从长管中穿过并在长管的一端形成闭环，所述索套用于套设在针极上以进行径向的位置调节。作为一种示例，索套机构可采用细长的针管和金属丝制作形成。

在本申请的一些实施例中，可通过如下方式，在径向上调节RF针极的位置：首先，控制第二精密位移台上的索套机构移动以使索套套设在RF针极上，也就是将需要对位的针极穿进索套中，然后，控制第二精密位移台在径向上往复移动，从而索套机构在RF针极的径向上往复移动，索套可对针极施加推拉、抬压等作用力，如此，可移动索道机构，使其在针极的不同长度处反复执行类似的操作，达到调节两个RF针极的同轴度的目的。

在本申请的一些实施例中，可通过如下方式，在径向上调节DC针极的位置：首先，控制第二精密位移台上的索套机构移动以使索套套设在DC针极上；然后，控制第二精密位移台上的索套机构在DC针极的径向上往复移动，以调节DC针极与相邻针极的间距，以达到对位要求。

在本申请的一些实施例中，参考图1示例，针极固定部可为圆柱体结构，在圆柱体的侧面上具有沿轴向的凸出的肋，支撑部上具有与针极固定部的轮廓相匹配的通孔。在将针极固定部装入支撑部的通孔中时，通过凸出的肋可实现对针极固定部的角度定位。

在本申请的一些实施例中，支撑部上具有通向针极固定部的安装位的螺纹孔，在调节过程中或调节完毕后，使用配合的螺丝，拧紧螺丝后可达到固定针极的效果。此外，完成针极对位后，可采用粘接剂粘接的方式，固定各个针极，为下一步使用针极离子阱做好准备。

作为一种示例，参考图2，基于以上至少一个实施例的针极对位装置，可执行如下针极对位调节的过程：

步骤一，通过控制第一精密位移台上的限位机构和/或控制第二精密位移台上的索套机构，分别调节两个针极固定部上的RF针极和/或DC针极，以使每个针极固定部上的多个针极共面；

步骤二，通过控制第一精密位移台上的限位机构，在轴向上调节至少一个RF针极的位置，以使两个RF针极的尖端之间的距离小于或等于第一预设值；

步骤三，通过控制第二精密位移台上的索套机构，在径向上调节至少一个RF针极的位置，以使两个RF针极的中心轴相互平行且两个中心轴的间距小于或等于第二预设值；

步骤四，通过控制第二精密位移台上的索套机构，在径向上调节一个或多个DC针极的位置，以使单个针极固定部上的各个相邻针极之间的距离均相等且此距离小于或等于第三预设值；

重复步骤一～步骤四中的一步或多步，直至多个针极当前的相对位置符合离子阱针极对位要求，将多个针极分别固定在当前位置。

可见，基于本申请实施例的针极对位装置可实现离子阱的针极对位过程，可在轴向上以及径向上对各个针极进行微调，调节过程便捷，调节效率高，调节精度好，尤其适合应用于离子阱针极对位或类似的对调节精度要求较高的场合。

以上通过多个实施例描述了本申请实施例的针极对位装置的部件结构、使用方式以及带来的技术优势。以下结合具体的例子，详细描述本申请实施例的可采取的具体结构以及操作过程。

图3-5示意性地示出了利用本申请实施例对离子阱进行针极对位的状态示意图，其中图3为立体图，图4为俯视图，图5为针极附近区域的局部放大图。以下结合附图进行详细描述。

参考图3和4，针极离子阱以及针极对位装置的各部件全部位于光学平台90上，光学平台90为整个装置提供稳固可靠的支撑，为针极的精确调节和对位提供基础。

首先对本示例中离子阱的结构做简要描述，所示的离子阱为针极型离子阱550，其包括支撑板120、电极固定柱110和多个针形电极1003。图5示例中，针形电极1003可示例性地表示其中任一根电极。更具体地，两组电极相对布置，每组电极包括三根电极，三根电极中位于中间的电极为加载射频电压的RF电极，两侧的两根电极均为加载直流电压的DC电极。

图5示例中，离子阱包括底座和两个等高的支撑板120，支撑板120上设置有电极固定柱110的安装孔，安装孔带有十字交叉的角度定位槽，与电极固定柱110上的角度定位肋相配合，可实现两组电极之间的角度定位。在支撑板120上方设置有定位螺纹孔和定位螺丝130，定位螺丝130拧紧时可辅助电极的轴向定位。

作为一种示例，电极固定柱110可采用陶瓷等真空兼容的绝缘材料制作，总体为圆柱形，两侧带有角度定位肋，电极固定柱110沿轴向设置有电极安装孔，用于固定三根电极的径向间距和排列方向。

作为一种示例，针形电极1003可由刚性较好的金属制作，靠近针尖附近的直径小于尾部直径，用于增大电极之间的间距，减少电极之间的干扰。针形电极1003从电极固定柱110的电极安装孔中穿过。在完成定位后，可使用环氧树脂等高性能粘接剂进行固定。

作为一种示例，按照针极型离子阱的作业要求，应符合以下对位要求：两组电极所在的轴向水平位置应齐平，任意两相邻电极之间的径向间距应相等，两组电极分别与水平面呈45度角，两组电极相互之间呈90度角布置，两组电极的RF电极应尽可能达到同轴，等等。

结合图6，进一步地，为满足上述的针极对位要求，在对位调节时，应达到以下调节精度的要求：

a)RF针尖的轴向距离d1的误差应控制在±6微米；

b)RF针极的同轴度偏差d2应控制在±3微米以内；

c)每组电极针尖径向间距d3的误差应控制在±7微米。

也就是，对于a)，假设RF针极1011的尖端与RF针极1012的尖端的轴向距离d1应为100微米，误差控制在±6微米之内是指，微调对位后d1应符合：94≤d1≤106，单位为微米。

对于b)，也就是微调对位后两个RF针极1011和1012的中心轴应尽量重合，两个中心轴的间距也即同轴度偏差d2应符合：0≤d2≤3，单位为微米。

对于c)，d3表示任一固定柱上两两相邻电极的尖端在径向上的距离，例如RF针极1012和DC电极1022的针尖径向距离，又如RF针极1012和DC电极1021的针尖径向距离，应将d3的误差控制在±7微米之内。

以上简要描述了本示例中的针极离子阱本身的结构，以及对针极离子阱进行校准对位的一些要求。以下描述本示例中的针极对位装置，以及利用该针极对位装置对针极离子阱进行空间三自由度位移调节的操作方式。

作为一种示例，针极对位装置主要包括：光学平台、针极离子阱、多个精调位移台、轴向调节部件、径向调节部件以及三维高精度测量系统。参考图3和4，在光学平台90上，针极离子阱550整体固定在离子阱位移台500上，其中，离子阱位移台500可为三轴或五轴高精度位移台，位移分辨率例如在1微米以下，至少能够实现水平及垂直三个维度的位移调节。离子阱位移台500用于进行针极离子阱550整体空间位置的调节。

作为一种示例，参考图3-5，轴向调节部件主要包括C形定位器320及其固定支架310，通过固定支架310可将C形定位器320固定在位移台300上。C形定位器320的两个抓手分别位于电极固定柱110的两侧。其中，静止时，抓手与电极固定柱110的端面可以接触，也可以不接触，也即抓手对电极固定柱110不需要夹紧；工作时，通过控制位移台300的轴向位移，C形定位器320随之位移，抓手可接触到电极固定柱110的端面，继而对电极固定柱110的端面进行推拉调节，也就是在轴向上整体推动电极固定柱110移动，以改变多个针极1001的位置，实现对d1的微调。照此，可利用C形定位器对两个电极固定柱110均做上述调节，实现两组电极的轴向微调和定位。

可选地，为了适应离子阱的小尺度微调环境，C形定位器320的两端即两个抓手可做变径处理，令抓手端部的尺寸逐渐变小，从而抓手与电极固定柱110的接触面积减小，更有利于达到稳定、精确的微调过程。

可选地，可在C形定位器320的抓手表面设置凸起部，进一步减小抓手与电极固定柱110的接触面积，其中，凸起部最好为半球体，具有圆弧面，则接触时为点接触，可使C形定位器320更加灵活地接触到电极固定柱110的两个端面，使对位调节过程顺畅。

参考图3-5和7，本示例中，径向调节部件包括针管索套420及其固定支架410，固定支架410将针管索套420与位移台400固定连接。针管索套420主要包括一个直径微小的针管421和索套422，索套422可使用金属细丝(例如毛细不锈钢丝)材料，将金属细丝从针管421中穿过，可在针管421的一端形成闭环，闭环即索套422用于套住针极进行径向上的位置调节，实现对d2和d3的微调。可选地，金属针管110可采用不锈钢等硬度较高的材质制作。

作为一种示例，参考图7，两个RF针极1002的尖端相对，工作时，索套422套设在一个RF针极上，通过控制位移台移动，可使针管421沿径向(图7中箭头所示)位移，改变RF针极的轴的方位。照此，可利用针管索套420对两个RF针极1002均做上述调节，实现两个RF针极的径向微调和定位。

可选地，为避免操作过程中针管索套420与其他针极发生碰撞，金属针管421的直径应小于两个针极的间距，且越细越好，以便需要时金属针管421可以顺利地从两个针极之间的缝隙穿过，而不会与针极发生碰撞，避免干扰正常的对位操作。

作为一种示例，参考图3和4，可采用三个高倍镜头及电子成像设备为主要部件，构成本申请实施例的三维高精度测量系统。具体地，参考图3，可设置两个镜头81和82分别从针极离子阱550的上方且斜45度角的方向，对针极进行拍摄成像，同时，镜头83从针极的侧面沿水平方向对针极进行拍摄成像。其中，镜头81为45度测量镜头，镜头82为45度测量镜头，镜头81和82的空间位置对称，镜头83为水平测量镜头。

按照本申请实施例的布置方式，三个镜头的空间布置能够实现在各个维度上对针极位置的精准同步观测，例如，通过电子成像设备(图中未示出)对针极进行成像，可获得三个自由度上针极的准确位置，若判断当前的d1、d2和/或d3不符合对位要求，则针对性地继续进行微调对位，直至达到对位要求，高效地提升针极空间位置的准确性。

根据本申请的以上至少一个实施例，以微型针管锁套作为针极的夹持工装，能够实现针极在径向两个维度(竖直方向及水平径向)的微距调节，并通过C形定位器可实现针极在轴向维度(水平轴向)上的微距调节；进一步，通过采用多视角三维立体显微成像的方式，可同时观测各个针极的三维位置，并进行同步测量，确保针极在各个维度上的准确对位。此外，通过采用多个微米级的微距位移台(例如离子阱位移台、C形定位器位移台、针管索套位移台)作为对位工具，可实现微米量级的精确对位。基于本申请的前述至少一个实施例，可用于针极离子阱的装配过程和对位校准过程，操作过程便捷、调节精度好、作业效率高，有助于将研发人员从繁琐的设备调校中解放出来。

除此之外应当说明，为简明起见，本文中省略了对一些已知知识的详细描述，并不影响本申请的实现；本文中描述了若干具体的示例，但本申请的实现并不局限于所描述的示例，本领域普通技术人员在领会本申请的精神的基础上，有能力作出一些修改、替换或添加，这些修改、替换或添加都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种离子阱针极对位装置，其特征在于，包括：轴向调节组件和径向调节组件，其中，

所述轴向调节组件包括第一精密位移台以及设置在第一精密位移台上的限位机构；

所述径向调节组件包括第二精密位移台以及设置在第二精密位移台上的索套机构；其中，

离子阱包括至少两个支撑部以及设置在各个支撑部上的针极固定部，其中，针极固定部上设置有多个针极：

所述限位机构用于随第一精密位移台移动，并推动针极固定部以在轴向上调节针极固定部在支撑部中的位置，

所述索套机构用于随第二精密位移台移动，并套设在针极上以在径向上调节针极的位置。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：第三精密位移台，所述第三精密位移台用于放置所述离子阱。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：多个镜头，用于对离子阱的针极进行拍摄并成像，所述多个镜头包括：第一镜头、第二镜头和第三镜头，其中，

第一镜头和第二镜头均位于离子阱的上方，且第一镜头的光轴与第二镜头的光轴镜面对称；

第三镜头位于离子阱的侧面，第三镜头的光轴垂直于针极的中心轴。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，

所述第一镜头的光轴平行于第一针极、第二针极和第三针极所在的面，第二镜头的光轴平行于第四针极、第五针极和第六针极所在的面；和/或，

所述第一镜头的光轴与所述第三镜头的光轴所成的夹角大于40度且小于50度。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述限位机构包括间隔设置的第一长杆和第二长杆，第一长杆和第二长杆的间距大于或等于针极固定部的轴向宽度；

作业时，针极固定部位于第一长杆和第二长杆之间，在所述限位机构随第一精密位移台在轴向上移动时，第一长杆推动针极固定部以使其接近对侧的针极固定部，第二长杆推动针极固定部以使其远离对侧的针极固定部。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述第一长杆沿长度方向上逐渐变细；和/或，

所述第二长杆沿长度方向上逐渐变细；和/或，

在所述第一长杆的与针极固定部的接触面上具有凸起部；和/或，

在所述第二长杆的与针极固定部的接触面上具有凸起部。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述限位机构呈C形结构或者门形结构。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述索套机构包括索套和长管，其中，索套从长管中穿过并在长管的一端形成闭环，所述索套用于套设在针极上以进行径向的位置调节。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述长管的直径小于相邻针极的间距；和/或，

所述索套为金属丝。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的装置，其特征在于，

所述针极固定部为圆柱体结构，在圆柱体的侧面上具有沿轴向的凸出的肋，所述支撑部上具有与所述针极固定部的轮廓相匹配的通孔，在将所述针极固定部装入所述通孔中时，所述肋用于对针极固定部的角度定位；和/或，

所述支撑部上具有螺纹孔，所述螺纹孔通向针极固定部的安装位，所述螺纹孔以及配合的螺丝用于在轴向上固定针极固定部。

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