[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 Rp9iX~A`e  
[B<{3*R_  
1 Declaration concerning intellectual property XArLL5_L  
2 Introduction 4 yYtki  
3 Theory section 5 !_#js  
3.1 Light matter interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 nu-wQr  
3.1.1 Perturbation of atoms by electromagnetic waves and Rabi oscillations. . . 5 DcDGrRuh  
3.2 Light shift and dressed state picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 7U0):11X#  
3.3 The optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 =S +:qk  
3.3.1 Dipole force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 ?`}U|]c  
3.4 The optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 ~WLsqP5Y~a  
3.4.1 Trapping in the dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 #Og_q$})f  
3.4.2 Properties of our dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 sB!A:  
3.4.3 Tasks of project . . Q:|E  
4 Experiments 18 rvO+=Tk  
4.1 Experiment 1 - reversed light path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Bqgw%_  
4.1.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 cIkLdh   
4.1.2 Advantages and aims . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 UG$i5PV%i  
4.1.3 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ]F#kM211  
4.2 Experiment 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 T^>cT"ux_  
4.2.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 >s~`K^zS  
4.2.2 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 gE(03SX  
4.2.3 Trap- potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 A 76yz`D  
4.3 Experiment 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 2ARh-zLb  
5 Conclusions 56 5?"ZM'4  
6 Appendix 58 z05pVe/5  
6.1 Mathematical derivation of Rabi- osciallations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 i:To8kdO  
6.2 Derivation of the light shift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 M-t9zT  
6.3 Optical Bloch equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Jt][b  
6.4 Derviation of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 7.-|3Wcg  
6.4.1 Further examination of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 7T78S&g  
6.5 Cooling mechanisms and magneto-optical trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 <C(2(3  
6.5.1 Doppler cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 o*VQH`G*|g  
6.5.2 Magneto- optical trap (MOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 i^Q^F  
6.5.3 Polarisation gradient cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 9m>_qWaA  
6.6 Loading of optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 vzPrG%Uu7g  
6.7 Diode laser power characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 >ZWm0nTr  
6.8 Additional plots for second experimental setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 )JON&~C  
6.8.1 Moving 50μm aperture in the transverse plane . . . . . . . . . . . . . . . 76 &[xJfL  
6.8.2 Displacing aspheric lens along optical axis and restoring focus by collimator ~C3-E %h@Z  
movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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