[论文]硕士学位论文Route towards an optical dipole trap for single atoms [复制链接]

牛津大学硕士学位论文 Route towards an optical dipole trap for single atoms DA=LR  
;PMPXN'z6  
1 Declaration concerning intellectual property LT{g^g  
2 Introduction 4 Vfd_nD^8oZ  
3 Theory section 5 J",Cwk\  
3.1 Light matter interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 #pRbRT9  
3.1.1 Perturbation of atoms by electromagnetic waves and Rabi oscillations. . . 5 Kc] GE#~g  
3.2 Light shift and dressed state picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 ?_{{iil  
3.3 The optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 >Heuf"V  
3.3.1 Dipole force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 IH*G
7;  
3.4 The optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 /tkV/  
3.4.1 Trapping in the dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 uUaDesz~=  
3.4.2 Properties of our dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 0@'-g^PS  
3.4.3 Tasks of project . . M| }?5NS  
4 Experiments 18 ?jO<<@*2S  
4.1 Experiment 1 - reversed light path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 {3os9r,  
4.1.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 meB9:w[m  
4.1.2 Advantages and aims . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 cP
L6(&7  
4.1.3 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3 P\4K  
4.2 Experiment 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 vG}\Amx+  
4.2.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 \HoVS  
4.2.2 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 wMm+E "}W  
4.2.3 Trap- potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
qCk`398W  
4.3 Experiment 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 A{{rNbCK  
5 Conclusions 56 IH=%%AS  
6 Appendix 58 [mUC7Kpi  
6.1 Mathematical derivation of Rabi- osciallations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 !9C]Fs*`?
 
6.2 Derivation of the light shift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 SX?hu|g_r  
6.3 Optical Bloch equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 eZpi+BRS6  
6.4 Derviation of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 X=Y>9  
6.4.1 Further examination of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 EffU-=?%!  
6.5 Cooling mechanisms and magneto-optical trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 g{?{N  
6.5.1 Doppler cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 KmF+3g~#s  
6.5.2 Magneto- optical trap (MOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Q`h@-6N  
6.5.3 Polarisation gradient cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 >va9*pdJ  
6.6 Loading of optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 Qz A)HDQ
  
6.7 Diode laser power characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 ]waCYrG<sY  
6.8 Additional plots for second experimental setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 bsWDjV~  
6.8.1 Moving 50μm aperture in the transverse plane . . . . . . . . . . . . . . . 76 ~:4Mf/Ca  
6.8.2 Displacing aspheric lens along optical axis and restoring focus by collimator V+y:!t`  
movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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