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牛津大学硕士学位论文 Route towards an optical dipole trap for single atoms I4~^TrznRa  
1Is%]6  
1 Declaration concerning intellectual property M=[th  
2 Introduction 4 HfZtL  
3 Theory section 5 j+Zt.KXjT  
3.1 Light matter interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 tW
(+xu36  
3.1.1 Perturbation of atoms by electromagnetic waves and Rabi oscillations. . . 5 )Mi'(C;  
3.2 Light shift and dressed state picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 y||@
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3.3 The optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 vgo{]:Aj{  
3.3.1 Dipole force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 ?Pnx~m{%*  
3.4 The optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 ~6sE an3p  
3.4.1 Trapping in the dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 m}pL`:e
!  
3.4.2 Properties of our dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Qc3?}os2  
3.4.3 Tasks of project . . O9*p0%ug  
4 Experiments 18 @'gl~J7  
4.1 Experiment 1 - reversed light path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 6w!e?B2/%  
4.1.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 {+\'bIV[  
4.1.2 Advantages and aims . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 OpqNEo\  
4.1.3 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 9v$qrM`8  
4.2 Experiment 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 ~},~c:fF?  
4.2.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 %YCd%lAe,  
4.2.2 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 I+~bCcgPi  
4.2.3 Trap- potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 /x/4NeD  
4.3 Experiment 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 >b43%^yii  
5 Conclusions 56 IXJ6PpQLv  
6 Appendix 58 *:j-zrwu&  
6.1 Mathematical derivation of Rabi- osciallations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 LfllO  
6.2 Derivation of the light shift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 QPV@'.2m  
6.3 Optical Bloch equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 jE*Ff&]%m  
6.4 Derviation of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 %y
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6.4.1 Further examination of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 z^3Q.4Qc6^  
6.5 Cooling mechanisms and magneto-optical trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 V&R$8tpz  
6.5.1 Doppler cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 >[8#hSk  
6.5.2 Magneto- optical trap (MOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 2/EK`S  
6.5.3 Polarisation gradient cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 D2)i3vFB  
6.6 Loading of optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 {wv&t R;  
6.7 Diode laser power characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Th/{x h  
6.8 Additional plots for second experimental setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 [G=:?J,P  
6.8.1 Moving 50μm aperture in the transverse plane . . . . . . . . . . . . . . . 76 f,JX"  
6.8.2 Displacing aspheric lens along optical axis and restoring focus by collimator zU b8NOi  
movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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