[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 ft7wMi  
QUNsS9  
1 Declaration concerning intellectual property k"Is.[I?^  
2 Introduction 4 0kkiS3T  
3 Theory section 5 rT#QA=YB  
3.1 Light matter interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 iT%UfN/q=I  
3.1.1 Perturbation of atoms by electromagnetic waves and Rabi oscillations. . . 5 $`  
3.2 Light shift and dressed state picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 5s>9v  
3.3 The optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 o+na`ed  
3.3.1 Dipole force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 ^2=zp.)  
3.4 The optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 roKiSE`  
3.4.1 Trapping in the dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 g41LpplX  
3.4.2 Properties of our dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 *+IUGR  
3.4.3 Tasks of project . . ]?r8^LyZ4  
4 Experiments 18 ^Z!W3q Q  
4.1 Experiment 1 - reversed light path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ei5S<n  
4.1.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 hYV{N7$U|  
4.1.2 Advantages and aims . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 W1
OGN4`C  
4.1.3 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 T \AuL  
4.2 Experiment 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 yH`xk%q_  
4.2.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 L.R  
4.2.2 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 , ^nUi c  
4.2.3 Trap- potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 /b*@dy  
4.3 Experiment 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 N_>s2
  
5 Conclusions 56 _Sg29qFK  
6 Appendix 58 $5A XE;~{  
6.1 Mathematical derivation of Rabi- osciallations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 |Mh;k6  
6.2 Derivation of the light shift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 BZj[C=#x  
6.3 Optical Bloch equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 MMf6QxYf  
6.4 Derviation of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 y`BLIEI  
6.4.1 Further examination of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 iTX.?*  
6.5 Cooling mechanisms and magneto-optical trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 \yy!?UlaI  
6.5.1 Doppler cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 )#Id2b~  
6.5.2 Magneto- optical trap (MOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 My ^pQ]@  
6.5.3 Polarisation gradient cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 T/3UF  
6.6 Loading of optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 2::T,Z  
6.7 Diode laser power characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Frml'Vfq7  
6.8 Additional plots for second experimental setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 k\
[2o  
6.8.1 Moving 50μm aperture in the transverse plane . . . . . . . . . . . . . . . 76 Nwc(<  
6.8.2 Displacing aspheric lens along optical axis and restoring focus by collimator 8(A:XQN"h  
movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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