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牛津大学硕士学位论文 Route towards an optical dipole trap for single atoms 6%}`!_N<Mc  
sO}CXItC+j  
1 Declaration concerning intellectual property t+_\^Oa)  
2 Introduction 4 `!$6F:d_l  
3 Theory section 5 {xeJO:M3/  
3.1 Light matter interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 `So/G  
3.1.1 Perturbation of atoms by electromagnetic waves and Rabi oscillations. . . 5 AUu<@4R7  
3.2 Light shift and dressed state picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 M\-[C!h,  
3.3 The optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 .]s? 01Z  
3.3.1 Dipole force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 {2YqEX-I*  
3.4 The optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 ~(8fUob
 
3.4.1 Trapping in the dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 uVKe?~RC  
3.4.2 Properties of our dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 #:By/9}-  
3.4.3 Tasks of project . . V:>r6  
4 Experiments 18 un4fnoc  
4.1 Experiment 1 - reversed light path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 6Ia HaV+P  
4.1.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 +80bG(I_  
4.1.2 Advantages and aims . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 4wkv#vi7!-  
4.1.3 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 r-go921  
4.2 Experiment 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 1y\bJ  
4.2.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 1Iy1xiP  
4.2.2 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 /_})7I52  
4.2.3 Trap- potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 PpKjjA<  
4.3 Experiment 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 %S%IW  
5 Conclusions 56 )z\#  
6 Appendix 58 jXLd#6  
6.1 Mathematical derivation of Rabi- osciallations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 ')0@J`  
6.2 Derivation of the light shift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 *hru);OJr  
6.3 Optical Bloch equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 ~T
sRUT  
6.4 Derviation of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 lg8@^Pm$r;  
6.4.1 Further examination of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 =yz"xWH  
6.5 Cooling mechanisms and magneto-optical trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 }Nd1'BVf  
6.5.1 Doppler cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 G%FZTA6a  
6.5.2 Magneto- optical trap (MOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Le:C8^  
6.5.3 Polarisation gradient cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 'tY(&&  
6.6 Loading of optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 DH%PkGn  
6.7 Diode laser power characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 q&J5(9]O|L  
6.8 Additional plots for second experimental setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 #>("(euXMF  
6.8.1 Moving 50μm aperture in the transverse plane . . . . . . . . . . . . . . . 76 vi *A5  
6.8.2 Displacing aspheric lens along optical axis and restoring focus by collimator n1{[CCee@  
movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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