[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 -48vJR*tC  
D5~n/.B"  
1 Declaration concerning intellectual property 6i0A9SN  
2 Introduction 4 k1VT /u  
3 Theory section 5 j[Uxa  
3.1 Light matter interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 8( btZt  
3.1.1 Perturbation of atoms by electromagnetic waves and Rabi oscillations. . . 5 )]#aauC+  
3.2 Light shift and dressed state picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 o!Rd ^  
3.3 The optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 W d0NT@  
3.3.1 Dipole force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 8BvonYt=8  
3.4 The optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Jjl`_X$CB  
3.4.1 Trapping in the dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 e L.(p k^<  
3.4.2 Properties of our dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Zs<KZGn-B  
3.4.3 Tasks of project . . Py{<bd  
4 Experiments 18 *6(kbes  
4.1 Experiment 1 - reversed light path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 #lU9yv  
4.1.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 GUQ{r!S  
4.1.2 Advantages and aims . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 )*c>|7
G  
4.1.3 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 "[:iXRu  
4.2 Experiment 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 fL]Pztsk+  
4.2.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 jSc#+_y  
4.2.2 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 vf4{$Oag  
4.2.3 Trap- potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 % >;#9"O4  
4.3 Experiment 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 :NJ(r(QG>  
5 Conclusions 56 Ngg?@pG0y  
6 Appendix 58 zXsc1erli  
6.1 Mathematical derivation of Rabi- osciallations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 1n\ t+F  
6.2 Derivation of the light shift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 ){r2T1+-%  
6.3 Optical Bloch equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 id?h>g  
6.4 Derviation of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 5{$LsL  
6.4.1 Further examination of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 4`Ic&c/  
6.5 Cooling mechanisms and magneto-optical trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 pKS {6P  
6.5.1 Doppler cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 ^T~gEv  
6.5.2 Magneto- optical trap (MOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 ^}f -!nf[  
6.5.3 Polarisation gradient cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 9_sA&2P{uV  
6.6 Loading of optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 >&!RWH9*q  
6.7 Diode laser power characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Lr`
1TH,  
6.8 Additional plots for second experimental setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 Dz./w  
6.8.1 Moving 50μm aperture in the transverse plane . . . . . . . . . . . . . . . 76 5Zw1y@k(  
6.8.2 Displacing aspheric lens along optical axis and restoring focus by collimator /.M+fr S  
movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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