[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 x0JW  
~LpkA`Hn!  
1 Declaration concerning intellectual property C 8wGbU6`  
2 Introduction 4 4tLdqs  
3 Theory section 5 vLHn4>J,R  
3.1 Light matter interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 j;@a~bks6z  
3.1.1 Perturbation of atoms by electromagnetic waves and Rabi oscillations. . . 5 F+(S-Qk1  
3.2 Light shift and dressed state picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 9;p5z[jI  
3.3 The optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 \ opM}qZ  
3.3.1 Dipole force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 xw}yl4WT{  
3.4 The optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 0a{hCx|$J  
3.4.1 Trapping in the dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 O[t?*m1/  
3.4.2 Properties of our dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 E-.X%xfO  
3.4.3 Tasks of project . . ~nU9j"$  
4 Experiments 18 b.RU%Y#>\  
4.1 Experiment 1 - reversed light path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (FApkvy  
4.1.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 f;BY%$  
4.1.2 Advantages and aims . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 
6_KvS  
4.1.3 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ~k"b"+2  
4.2 Experiment 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 hQ<7k'V  
4.2.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Eqz|eS*6  
4.2.2 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 yjL+1_"B  
4.2.3 Trap- potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 AaA!U!B  
4.3 Experiment 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Gm:s;w-;v  
5 Conclusions 56 ^.8~}TT-U  
6 Appendix 58 fm-m?=  
6.1 Mathematical derivation of Rabi- osciallations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 A/2$~4,  
6.2 Derivation of the light shift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 }6-olVg  
6.3 Optical Bloch equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 NT5=%X]  
6.4 Derviation of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 +S0aA W
al  
6.4.1 Further examination of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 U[x$QG6m!  
6.5 Cooling mechanisms and magneto-optical trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 _-y1>{]H  
6.5.1 Doppler cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 2H.g!( Oza  
6.5.2 Magneto- optical trap (MOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 i,<'AL )  
6.5.3 Polarisation gradient cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 ]-X6Cl  
6.6 Loading of optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 NJsaTBT  
6.7 Diode laser power characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 2sIt~ Gn  
6.8 Additional plots for second experimental setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 bl a`B=r  
6.8.1 Moving 50μm aperture in the transverse plane . . . . . . . . . . . . . . . 76 @,.D]43  
6.8.2 Displacing aspheric lens along optical axis and restoring focus by collimator GD.Ss9_h1  
movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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