| 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 e5d STc`
i`5Skr:M
1 Declaration concerning intellectual property q[(1zG%NbA
2 Introduction 4 Gkm {b[
3 Theory section 5 j&[u $P*K
3.1 Light matter interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Nw '$r
3.1.1 Perturbation of atoms by electromagnetic waves and Rabi oscillations. . . 5 XEBj =5sG
3.2 Light shift and dressed state picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 ^% L;FGaA
3.3 The optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 gwbV$[.X
3.3.1 Dipole force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 B,] Af H
3.4 The optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 tgj 5l#P
3.4.1 Trapping in the dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 ?)H:.]7-x
3.4.2 Properties of our dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 & F8*>F^7
3.4.3 Tasks of project . . LqLhZBU9
4 Experiments 18 A 8g_BLj!e
4.1 Experiment 1 - reversed light path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 <}G/x*N
4.1.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 &W3 Hj$>
4.1.2 Advantages and aims . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 QO:Z8{21So
4.1.3 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ?R_fg
4.2 Experiment 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 kGAB'
4.2.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 P(!%P p
4.2.2 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 $o/i /
wcj
4.2.3 Trap- potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 KA>QW[HX
4.3 Experiment 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 juI)Do 2_
5 Conclusions 56 yxi&80$
6 Appendix 58 `I8ep=VZ
6.1 Mathematical derivation of Rabi- osciallations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 tRo` @eEX
6.2 Derivation of the light shift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 %F x ^"
6.3 Optical Bloch equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 UOyM=#ipY
6.4 Derviation of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 #pyFIUr=w
6.4.1 Further examination of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 !>f:wk2
6.5 Cooling mechanisms and magneto-optical trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 5"ooam3
6.5.1 Doppler cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 RKZBI?@4
6.5.2 Magneto- optical trap (MOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 2f1Q&S
6.5.3 Polarisation gradient cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 6z] y
=J
6.6 Loading of optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 $)$ _}^.k
6.7 Diode laser power characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 % K,cGgp^)
6.8 Additional plots for second experimental setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 _ 9dW+
6.8.1 Moving 50μm aperture in the transverse plane . . . . . . . . . . . . . . . 76 Q.fUpa v
6.8.2 Displacing aspheric lens along optical axis and restoring focus by collimator }$[@*
movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
|
|