[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 'W4v>0
 
44B D2`nF  
1 Declaration concerning intellectual property 0bc>yZ\R  
2 Introduction 4 >3B{sn}  
3 Theory section 5 5#N<~  
3.1 Light matter interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 #1\`!7TO3  
3.1.1 Perturbation of atoms by electromagnetic waves and Rabi oscillations. . . 5 Q_!tn*  
3.2 Light shift and dressed state picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 "\
`Fu  
3.3 The optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1cMLl6Bp>  
3.3.1 Dipole force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
ai1;v@1  
3.4 The optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 a#%*H
 
3.4.1 Trapping in the dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Scm45"wB+  
3.4.2 Properties of our dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 |2n*Ds'  
3.4.3 Tasks of project . . MN5}}@  
4 Experiments 18 K@xMPB8in  
4.1 Experiment 1 - reversed light path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 *i#N50k*j'  
4.1.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 zTfjuI|R  
4.1.2 Advantages and aims . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 '[%Pdd]! E  
4.1.3 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 do.>Y}d  
4.2 Experiment 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 +HRtuRv0T  
4.2.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 XOQ0(e6  
4.2.2 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 77sG;8HE  
4.2.3 Trap- potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 yufw}Lo-  
4.3 Experiment 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 7-n HP
Dp'  
5 Conclusions 56 dTCLE t.  
6 Appendix 58 =uNc\a
(  
6.1 Mathematical derivation of Rabi- osciallations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 5pDE!6gQ  
6.2 Derivation of the light shift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 +v5f-CBu  
6.3 Optical Bloch equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 R@5eHP^  
6.4 Derviation of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 @lWNSf  
6.4.1 Further examination of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 ("j;VqYUL  
6.5 Cooling mechanisms and magneto-optical trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 IDw`k[k  
6.5.1 Doppler cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 4g2`[<S  
6.5.2 Magneto- optical trap (MOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Mt`LOdiC_  
6.5.3 Polarisation gradient cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 qLb~^'<iD  
6.6 Loading of optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 |Z2_
W/  
6.7 Diode laser power characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 :@P6ibcX  
6.8 Additional plots for second experimental setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 !\d~9H%`B  
6.8.1 Moving 50μm aperture in the transverse plane . . . . . . . . . . . . . . . 76 ,30lu a  
6.8.2 Displacing aspheric lens along optical axis and restoring focus by collimator :E|Jqi\  
movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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