[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 >TeTa l  
38tRb"3zP  
1 Declaration concerning intellectual property bsmZR(EnU  
2 Introduction 4 Vge9AH:op  
3 Theory section 5 Elom_   
3.1 Light matter interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 pyq~_
Bng  
3.1.1 Perturbation of atoms by electromagnetic waves and Rabi oscillations. . . 5 GASDkVoij  
3.2 Light shift and dressed state picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 ol^OvG:TQ  
3.3 The optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 ^GD"aerNr  
3.3.1 Dipole force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 quTM|>=_R  
3.4 The optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 N41)?-7F  
3.4.1 Trapping in the dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 &j<B22t!  
3.4.2 Properties of our dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
?R(fxx  
3.4.3 Tasks of project . . %u,H2*  
4 Experiments 18 ;*BG{rkr  
4.1 Experiment 1 - reversed light path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 f1rP+l-C<  
4.1.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 0B>hVaj>-  
4.1.2 Advantages and aims . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 U6t>UE6k  
4.1.3 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Ovxs+mQ  
4.2 Experiment 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 "iMuA  
4.2.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 9f\Lon4lX  
4.2.2 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 `+CRUdr  
4.2.3 Trap- potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 /vYuwaWG=  
4.3 Experiment 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 mp*&{[XoVC  
5 Conclusions 56 8doKB<#_+=  
6 Appendix 58 Sp]"Xr)  
6.1 Mathematical derivation of Rabi- osciallations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 TTZb.  
6.2 Derivation of the light shift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 }R=n!Y$F  
6.3 Optical Bloch equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 M2W4 RovfR  
6.4 Derviation of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 ve49m%NQ  
6.4.1 Further examination of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 &xo_93  
6.5 Cooling mechanisms and magneto-optical trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Cvry
8B  
6.5.1 Doppler cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 -y|>#`T/  
6.5.2 Magneto- optical trap (MOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 &G\Vn,1v  
6.5.3 Polarisation gradient cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 ;.Zgt8/.  
6.6 Loading of optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 dY5 m) ?  
6.7 Diode laser power characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 n`8BE9h^  
6.8 Additional plots for second experimental setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 6!sC  
6.8.1 Moving 50μm aperture in the transverse plane . . . . . . . . . . . . . . . 76 sG7G$G*ta!  
6.8.2 Displacing aspheric lens along optical axis and restoring focus by collimator -GJ~xcf0  
movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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