[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 e>b|13X  
Uc]sWcR  
1 Declaration concerning intellectual property @kB^~Wf
 
2 Introduction 4 vC-5_pl  
3 Theory section 5 <USr$  
3.1 Light matter interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 `"eIzLc%o6  
3.1.1 Perturbation of atoms by electromagnetic waves and Rabi oscillations. . . 5 Z!oq2,ia  
3.2 Light shift and dressed state picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 G@1T!`  
3.3 The optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 U^9#uK6GM  
3.3.1 Dipole force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 SG-Xgr@  
3.4 The optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 OF1Qr bj  
3.4.1 Trapping in the dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 rjw
P#  
3.4.2 Properties of our dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 7DWHADr  
3.4.3 Tasks of project . . <U2Un 0T  
4 Experiments 18 KqzQLu  
4.1 Experiment 1 - reversed light path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 @[hD;xO  
4.1.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 4So ,m0v  
4.1.2 Advantages and aims . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ^eCMATE  
4.1.3 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 N/r8joi#  
4.2 Experiment 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 U3M;6j9`  
4.2.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 80Z'1'u0  
4.2.2 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 })5I/   
4.2.3 Trap- potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Jm]P,jaLc  
4.3 Experiment 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Og9:MFI  
5 Conclusions 56 *T
0!q#R  
6 Appendix 58 0GMov]W?i  
6.1 Mathematical derivation of Rabi- osciallations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 [>LL  
6.2 Derivation of the light shift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 E)Cdw%}
^  
6.3 Optical Bloch equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 u=PYm+q{  
6.4 Derviation of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 L(_bf/@3  
6.4.1 Further examination of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 9wpV} .(  
6.5 Cooling mechanisms and magneto-optical trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 W
$Op/  
6.5.1 Doppler cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 1ac;6`  
6.5.2 Magneto- optical trap (MOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 B1(T-pr  
6.5.3 Polarisation gradient cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Ec l/2  
6.6 Loading of optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 \EQCR[7qu7  
6.7 Diode laser power characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Y]:Ch (Q  
6.8 Additional plots for second experimental setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 ;.&k zzvJ  
6.8.1 Moving 50μm aperture in the transverse plane . . . . . . . . . . . . . . . 76 EOzw&M];r  
6.8.2 Displacing aspheric lens along optical axis and restoring focus by collimator 6"u"B-cz  
movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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