[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 mne4uW
 
7/QQ&7+NkS  
1 Declaration concerning intellectual property =W'a6)WE  
2 Introduction 4 N"SFVc_2  
3 Theory section 5 i"mN0%  
3.1 Light matter interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Rd~-.&
 
3.1.1 Perturbation of atoms by electromagnetic waves and Rabi oscillations. . . 5 vw VeHjR  
3.2 Light shift and dressed state picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 l&l&
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3.3 The optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 NrH2U Jm  
3.3.1 Dipole force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 P34UD:  
3.4 The optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 4ti\;55{W  
3.4.1 Trapping in the dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 ApHs`0=(  
3.4.2 Properties of our dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 {`,dWjy{%  
3.4.3 Tasks of project . . i]&C=X  
4 Experiments 18 Zp@j*P  
4.1 Experiment 1 - reversed light path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3V~871:-~  
4.1.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 wdg,dk9e$  
4.1.2 Advantages and aims . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 _'DT)%K  
4.1.3 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 _N!L?b83P  
4.2 Experiment 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 J%ng8v5ex  
4.2.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 &#!5I;3EN  
4.2.2 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 ~L\KMB/9e=  
4.2.3 Trap- potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 eV:I :::  
4.3 Experiment 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 CT5\8C  
5 Conclusions 56 R-8>,  
6 Appendix 58 pu#h:nb>88  
6.1 Mathematical derivation of Rabi- osciallations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 "(bnr0  
6.2 Derivation of the light shift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 pQv`fr=  
6.3 Optical Bloch equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 MLwh&I9)  
6.4 Derviation of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 K|Jp
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6.4.1 Further examination of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 |a9d]^  
6.5 Cooling mechanisms and magneto-optical trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 fA"N5qQI(  
6.5.1 Doppler cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 $yxwB/O(  
6.5.2 Magneto- optical trap (MOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 }e$^v*16  
6.5.3 Polarisation gradient cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 FW* k O  
6.6 Loading of optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 /}+VH_N1  
6.7 Diode laser power characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 nE.w  
6.8 Additional plots for second experimental setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 UrtA]pc3L  
6.8.1 Moving 50μm aperture in the transverse plane . . . . . . . . . . . . . . . 76 OpFe=1Q  
6.8.2 Displacing aspheric lens along optical axis and restoring focus by collimator S -$ L2N  
movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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