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牛津大学硕士学位论文 Route towards an optical dipole trap for single atoms 3{I=#>;  
~SR(K{nf#.  
1 Declaration concerning intellectual property vLK\X$4  
2 Introduction 4 ?ZuD _L-i  
3 Theory section 5 ND55`KT4  
3.1 Light matter interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 o|^?IQ7bpf  
3.1.1 Perturbation of atoms by electromagnetic waves and Rabi oscillations. . . 5 ~ut& U  
3.2 Light shift and dressed state picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 G0;EbJ/&  
3.3 The optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 wp]7Lx?F  
3.3.1 Dipole force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 k"^t?\Q%vI  
3.4 The optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 \`Ph=lJO  
3.4.1 Trapping in the dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Rqb{)L X*  
3.4.2 Properties of our dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 b6WC@j`*T  
3.4.3 Tasks of project . . 2c>H(t h=  
4 Experiments 18 Q1ABnacR  
4.1 Experiment 1 - reversed light path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 F<ocY0=9p  
4.1.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 K@j^gF/0B  
4.1.2 Advantages and aims . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 mb~=Xyk&  
4.1.3 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 C@UJOB  
4.2 Experiment 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 X\3
,NR,  
4.2.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 kTiPZZI  
4.2.2 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 =4M.QA@lI!  
4.2.3 Trap- potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 rMXOwkE  
4.3 Experiment 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 ghJ,s|lH  
5 Conclusions 56 d[>N6?JA/  
6 Appendix 58 ReB(T7Vk=  
6.1 Mathematical derivation of Rabi- osciallations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 gSv[4,hXd  
6.2 Derivation of the light shift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 =N@)C
B7a  
6.3 Optical Bloch equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 EYJi6#  
6.4 Derviation of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 cpF1XpvT  
6.4.1 Further examination of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 p'%: M  
6.5 Cooling mechanisms and magneto-optical trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 J^g,jBk  
6.5.1 Doppler cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 z7@(uIl=X  
6.5.2 Magneto- optical trap (MOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 WK_y1(v>  
6.5.3 Polarisation gradient cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 FQ_%)Ty2  
6.6 Loading of optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 ;5Wx$Yfx  
6.7 Diode laser power characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 B::4Qme  
6.8 Additional plots for second experimental setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 -e`oW.+  
6.8.1 Moving 50μm aperture in the transverse plane . . . . . . . . . . . . . . . 76 aX[1H6&=7  
6.8.2 Displacing aspheric lens along optical axis and restoring focus by collimator }W__ffH  
movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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