[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 pVa9g)+z}  
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1 Declaration concerning intellectual property /E32^o|,>  
2 Introduction 4 3%0ShMFP@  
3 Theory section 5 N+3]C9 2o  
3.1 Light matter interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 P2t{il
 
3.1.1 Perturbation of atoms by electromagnetic waves and Rabi oscillations. . . 5 %p(!7FDE2n  
3.2 Light shift and dressed state picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 #sRkKl|  
3.3 The optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 &%\H170S  
3.3.1 Dipole force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Mnx')([;W  
3.4 The optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10  L#>^R   
3.4.1 Trapping in the dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 6A;,Ph2  
3.4.2 Properties of our dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 i*\\j1mf  
3.4.3 Tasks of project . . ;J&p17~T9  
4 Experiments 18 CwL8-z0 Jn  
4.1 Experiment 1 - reversed light path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Al0ls  
4.1.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 p "Cxe  
4.1.2 Advantages and aims . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 }NgevsV>;  
4.1.3 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 9()d7Y#d/`  
4.2 Experiment 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 m,X8Cy|vQ  
4.2.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 1!P\x=Nn_  
4.2.2 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 #<k L.e[  
4.2.3 Trap- potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 AW')*{/(Ii  
4.3 Experiment 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Mcfqo0T-  
5 Conclusions 56 =uil3:,[S  
6 Appendix 58 4b/>ZHFOF;  
6.1 Mathematical derivation of Rabi- osciallations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 vWh]1G#'p[  
6.2 Derivation of the light shift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 "+{>"_KV  
6.3 Optical Bloch equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 ,ej89  
6.4 Derviation of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 a^5.gfzA  
6.4.1 Further examination of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Kwmtt  
6.5 Cooling mechanisms and magneto-optical trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 >K@Y8J+e#  
6.5.1 Doppler cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 vS1#ien#  
6.5.2 Magneto- optical trap (MOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 5%#V>|@e#  
6.5.3 Polarisation gradient cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 T4fVZd)x  
6.6 Loading of optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 U-6pia/o  
6.7 Diode laser power characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 rFLm!J]  
6.8 Additional plots for second experimental setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 )xxpO$  
6.8.1 Moving 50μm aperture in the transverse plane . . . . . . . . . . . . . . . 76 \\d!z-NOk?  
6.8.2 Displacing aspheric lens along optical axis and restoring focus by collimator A(84cmq!q  
movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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