[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 WI.+9$1:P  
Do5{t'm3  
1 Declaration concerning intellectual property /||8j.Tm  
2 Introduction 4 kBY#=e).  
3 Theory section 5 ;Wsl 'e/  
3.1 Light matter interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 O;T)u4Q&3  
3.1.1 Perturbation of atoms by electromagnetic waves and Rabi oscillations. . . 5 L(
X}37  
3.2 Light shift and dressed state picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7  A7eYKo q  
3.3 The optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 uaxkGEXr  
3.3.1 Dipole force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 LX #.  
3.4 The optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 \&U"7gSL  
3.4.1 Trapping in the dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 dj}P|v/;z  
3.4.2 Properties of our dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 $$*0bRfd4=  
3.4.3 Tasks of project . . K6
@ %@v  
4 Experiments 18 NE3/>5  
4.1 Experiment 1 - reversed light path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 W .Al\!Gi  
4.1.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 8%xiHPVg  
4.1.2 Advantages and aims . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 - s2Yhf  
4.1.3 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ;=@?( n  
4.2 Experiment 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 O* )BJOPa  
4.2.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 0UGAc]!/RZ  
4.2.2 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 ha9 dz  
4.2.3 Trap- potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Q
8h=2YL  
4.3 Experiment 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Tb*Q4:r"  
5 Conclusions 56 IxY!.d_s|~  
6 Appendix 58 A2Iqn5  
6.1 Mathematical derivation of Rabi- osciallations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 4 XGEw9`3  
6.2 Derivation of the light shift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Nov An+  
6.3 Optical Bloch equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 JD AX^]  
6.4 Derviation of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 #vViEBVeN  
6.4.1 Further examination of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 ZW 5FL-I  
6.5 Cooling mechanisms and magneto-optical trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Xob(4  
6.5.1 Doppler cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 B*^QTJ  
6.5.2 Magneto- optical trap (MOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 N]GF>kf:  
6.5.3 Polarisation gradient cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 B0gs<E  
6.6 Loading of optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 5j _[z|W2  
6.7 Diode laser power characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 "L9pFz</  
6.8 Additional plots for second experimental setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 SL_JA  
6.8.1 Moving 50μm aperture in the transverse plane . . . . . . . . . . . . . . . 76 SL<EZn0F9  
6.8.2 Displacing aspheric lens along optical axis and restoring focus by collimator SK_N|X].  
movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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