[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 Z=sCYLm  
Y 9eGDpW  
1 Declaration concerning intellectual property 2WjQ-mM#  
2 Introduction 4 P
5+FZzQ  
3 Theory section 5 Q?GmSeUi  
3.1 Light matter interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 9w -t9X>X  
3.1.1 Perturbation of atoms by electromagnetic waves and Rabi oscillations. . . 5 cS98%@DR  
3.2 Light shift and dressed state picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 V`KXfY  
3.3 The optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 &)Fp  
3.3.1 Dipole force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 7Q<xC  
3.4 The optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 E%M~:JuKd?  
3.4.1 Trapping in the dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 I$4GM  
3.4.2 Properties of our dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Kq|L:Z  
3.4.3 Tasks of project . . &~+lXNXF  
4 Experiments 18 ^ ~HV`s  
4.1 Experiment 1 - reversed light path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 DRLX0Ml]\  
4.1.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2\ /(
!n  
4.1.2 Advantages and aims . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 taXS>*|B  
4.1.3 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 TxYxB1C)  
4.2 Experiment 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 A*BIudli  
4.2.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 A L#"j62  
4.2.2 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 JVAJLq  
4.2.3 Trap- potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 .(tga&]  
4.3 Experiment 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 uj$b/I>.'  
5 Conclusions 56
t)74(  
6 Appendix 58 qlJP2Ig~  
6.1 Mathematical derivation of Rabi- osciallations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 [X.sCl|  
6.2 Derivation of the light shift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 mnM#NT5]  
6.3 Optical Bloch equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 }d2]QD#O  
6.4 Derviation of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 uhUC m  
6.4.1 Further examination of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 CUB=
T]  
6.5 Cooling mechanisms and magneto-optical trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 @x">e][B  
6.5.1 Doppler cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 k,S'i#4q4  
6.5.2 Magneto- optical trap (MOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 zE +)oQ,  
6.5.3 Polarisation gradient cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 tL1"Dt>  
6.6 Loading of optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 :qi"I;=6  
6.7 Diode laser power characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 i,BE]w  
6.8 Additional plots for second experimental setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 QDS=M]  
6.8.1 Moving 50μm aperture in the transverse plane . . . . . . . . . . . . . . . 76 NAjK0]SRY  
6.8.2 Displacing aspheric lens along optical axis and restoring focus by collimator zqg4@" p  
movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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