| 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 jJdw\`
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1 Declaration concerning intellectual property
YqX/7b+
2 Introduction 4 '<5Gf1 @|
3 Theory section 5 s`GwRH<#
3.1 Light matter interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Sq8 ` )$\
3.1.1 Perturbation of atoms by electromagnetic waves and Rabi oscillations. . . 5 Ar7vEa81
3.2 Light shift and dressed state picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 H8.U #%
3.3 The optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 +Wh0Of
3.3.1 Dipole force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 O&!>C7
3.4 The optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Qc#<RbLL
3.4.1 Trapping in the dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3$[!BPLFO
3.4.2 Properties of our dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 9Slx.9f
3.4.3 Tasks of project . . b7Jk{x #u
4 Experiments 18 ag^EH"%zw
4.1 Experiment 1 - reversed light path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 0][PL%3Z
4.1.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 m-S 4"!bl
4.1.2 Advantages and aims . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 :\9E%/aAD
4.1.3 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 {r Q6IV3=
4.2 Experiment 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 +168!Jw;
4.2.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Sx?IpcPSm
4.2.2 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 ?.~E:8
4.2.3 Trap- potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 (Em^qN
4.3 Experiment 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 $50A!h
5 Conclusions 56 J[2c[|[-
6 Appendix 58 ?ORG< 11a
6.1 Mathematical derivation of Rabi- osciallations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 GhpVi<FL
6.2 Derivation of the light shift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 / =&HunaxI
6.3 Optical Bloch equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 *>,8+S33r{
6.4 Derviation of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 ;4p_l w@
6.4.1 Further examination of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 }wRHNBaEB
6.5 Cooling mechanisms and magneto-optical trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 I!3qb-.Q
6.5.1 Doppler cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 'MH WNPG0
6.5.2 Magneto- optical trap (MOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 iV ;X``S
6.5.3 Polarisation gradient cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 {eA0I\c(C
6.6 Loading of optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 kaf4GME]
6.7 Diode laser power characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 hi4#8W
6.8 Additional plots for second experimental setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 hw ]x T5
6.8.1 Moving 50μm aperture in the transverse plane . . . . . . . . . . . . . . . 76 :"5'l>la
6.8.2 Displacing aspheric lens along optical axis and restoring focus by collimator U;p" x^U`
movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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