[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 _ZJQE>]nWu  
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1 Declaration concerning intellectual property "tOm  
2 Introduction 4 V_^pPBa  
3 Theory section 5 ?|oN}y"i  
3.1 Light matter interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 pi70^`@'B  
3.1.1 Perturbation of atoms by electromagnetic waves and Rabi oscillations. . . 5 ZJFF4($qN  
3.2 Light shift and dressed state picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 aox@- jyr  
3.3 The optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 : maBec)  
3.3.1 Dipole force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 zZY1E@~  
3.4 The optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 PGZe'r1E9  
3.4.1 Trapping in the dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 s9Tn|Pm+!\  
3.4.2 Properties of our dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 "Ar|i8^G3  
3.4.3 Tasks of project . . L>Ze*dt  
4 Experiments 18 *Vb#@O!  
4.1 Experiment 1 - reversed light path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 s LDEa  
4.1.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 04-@c  
4.1.2 Advantages and aims . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 xz}CqPJ#  
4.1.3 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 %WP[V{,F  
4.2 Experiment 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 <AJRU l  
4.2.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 `CL\-  
4.2.2 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 E@Ewx;P5  
4.2.3 Trap- potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
b{<$OVc  
4.3 Experiment 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 J_XkQR[Y  
5 Conclusions 56 ?|`n&HrP  
6 Appendix 58 wmMn1q0F  
6.1 Mathematical derivation of Rabi- osciallations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 +|<bb8
%  
6.2 Derivation of the light shift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 gQ{<2u  
6.3 Optical Bloch equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Cnc=GTRi  
6.4 Derviation of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 <JXHg,Q  
6.4.1 Further examination of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Xmb##:  
6.5 Cooling mechanisms and magneto-optical trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 >pol
'=  
6.5.1 Doppler cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 ?J+*i d  
6.5.2 Magneto- optical trap (MOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 +?QHSIQo  
6.5.3 Polarisation gradient cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 xrlyph5mE  
6.6 Loading of optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 Mu.oqT  
6.7 Diode laser power characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 pvWj)4e  
6.8 Additional plots for second experimental setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 o8A8fHl  
6.8.1 Moving 50μm aperture in the transverse plane . . . . . . . . . . . . . . . 76 cYOcl-*af  
6.8.2 Displacing aspheric lens along optical axis and restoring focus by collimator ZOppec1D  
movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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