| 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 ]}[Yf
"6N~2q,SW
1 Declaration concerning intellectual property nS+FX& _
2 Introduction 4 ~r^5-\[hZ
3 Theory section 5 $54=gRo^
3.1 Light matter interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 0<@KDlF
3.1.1 Perturbation of atoms by electromagnetic waves and Rabi oscillations. . . 5 5m^Hi} S _
3.2 Light shift and dressed state picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 U2V^T'Y[
3.3 The optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 %g u$_S
3.3.1 Dipole force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 /Y[o=Uyl
3.4 The optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 j\'+wVy o
3.4.1 Trapping in the dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 W 9Vz[
3.4.2 Properties of our dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 LR3`=Z9
3.4.3 Tasks of project . . a1G9wC:e
4 Experiments 18 nFe` <Al$N
4.1 Experiment 1 - reversed light path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 tyuk{* Me:
4.1.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 gf3U#L}P
4.1.2 Advantages and aims . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 .3a:n\tY
4.1.3 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 drENkS=,
4.2 Experiment 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 }2q l?K
4.2.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 7k[pvd|L
4.2.2 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 1Sg|3T8bGT
4.2.3 Trap- potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 v`S2M
4.3 Experiment 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 K[uY+!'1
5 Conclusions 56 mA(nyF
6 Appendix 58 mPs%ZC
6.1 Mathematical derivation of Rabi- osciallations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 SqXy;S@
6.2 Derivation of the light shift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 |Bx||=z`
6.3 Optical Bloch equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 V(;55ycr
6.4 Derviation of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 =`qRu
6.4.1 Further examination of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 -uA 3Y
6.5 Cooling mechanisms and magneto-optical trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 48tcgFg[
6.5.1 Doppler cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 ]<27Sw&yaG
6.5.2 Magneto- optical trap (MOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 ]?0{(\
6.5.3 Polarisation gradient cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 +65oC x
6.6 Loading of optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 0 kf(g156
6.7 Diode laser power characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 +
a-wv
6.8 Additional plots for second experimental setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 bz{^ h'
6.8.1 Moving 50μm aperture in the transverse plane . . . . . . . . . . . . . . . 76 <nDNiM#
6.8.2 Displacing aspheric lens along optical axis and restoring focus by collimator dqqnCXYuW
movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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