zhuljuan |
2014-02-23 09:54 |
硕士学位论文Route towards an optical dipole trap for single atoms
牛津大学硕士学位论文 Route towards an optical dipole trap for single atoms `2\:b^h X,lhVT
| 1 Declaration concerning intellectual property 4\ElMb[] 2 Introduction 4 j%ZBAk)} 3 Theory section 5 (["V( $ 3.1 Light matter interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 'n"we#
[ 3.1.1 Perturbation of atoms by electromagnetic waves and Rabi oscillations. . . 5 x&JD~,Y 3.2 Light shift and dressed state picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 ;gAL_/_ 3.3 The optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 6wbH{}\ll 3.3.1 Dipole force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 9GT}_
^fb 3.4 The optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2dB]Lw@s 3.4.1 Trapping in the dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Wwr 3.4.2 Properties of our dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 B>I:KGkV 3.4.3 Tasks of project . . A5\ Hq 4 Experiments 18 >T:0 4.1 Experiment 1 - reversed light path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
x|c_( 4.1.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 W lW%z(RC 4.1.2 Advantages and aims . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 sV0NDM0 4.1.3 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 N9*QQ0 4.2 Experiment 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 ZP@NV|B 4.2.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Q.3:"dT 4.2.2 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 2qV oe}F 4.2.3 Trap- potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 8}AWU 4.3 Experiment 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 3 _!MVT 5 Conclusions 56 t.\Pn4 6 Appendix 58 C1l'< 6.1 Mathematical derivation of Rabi- osciallations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 " j_cI-@6 6.2 Derivation of the light shift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 1D!MXYgm1b 6.3 Optical Bloch equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 WWOt>C~zV 6.4 Derviation of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 z6,E}Y 6.4.1 Further examination of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 &v;o }Q}E{ 6.5 Cooling mechanisms and magneto-optical trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 ^wwS`vPb 6.5.1 Doppler cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 V[Sj+&e& 6.5.2 Magneto- optical trap (MOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 sX}#L 6.5.3 Polarisation gradient cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Wi,)a{ 6.6 Loading of optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 cF EO} 6.7 Diode laser power characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Jf#-OlEQ 6.8 Additional plots for second experimental setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 8<ev5af 6.8.1 Moving 50μm aperture in the transverse plane . . . . . . . . . . . . . . . 76 8^_e>q*W 6.8.2 Displacing aspheric lens along optical axis and restoring focus by collimator /?b{*<TK movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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