[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 !en F8a  
0*;9CH=BE  
1 Declaration concerning intellectual property >jz%bY  
2 Introduction 4 3d'ikkXK  
3 Theory section 5 b#;N!VX
 
3.1 Light matter interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 DYKV54\ue  
3.1.1 Perturbation of atoms by electromagnetic waves and Rabi oscillations. . . 5 }Q=se[((  
3.2 Light shift and dressed state picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Df,VV+  
3.3 The optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 ~<aeA'>OA  
3.3.1 Dipole force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 &/hr-5k  
3.4 The optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 dezL{:Ya  
3.4.1 Trapping in the dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 p@
8^gc  
3.4.2 Properties of our dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 ,c7u  
3.4.3 Tasks of project . . y]pN=<*h5  
4 Experiments 18 Y
eE
xjC  
4.1 Experiment 1 - reversed light path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 DET!br'z5  
4.1.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 'Tf#S@o  
4.1.2 Advantages and aims . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 x\bRj>%(  
4.1.3 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 F}B/-".^  
4.2 Experiment 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 S[hJ{0V  
4.2.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 v8vh~^X%P  
4.2.2 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 k *;{n8o?)  
4.2.3 Trap- potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 B mBzOk^  
4.3 Experiment 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 ;*4tVp,  
5 Conclusions 56 =7]Q6h@X  
6 Appendix 58 d+m6-4[_k  
6.1 Mathematical derivation of Rabi- osciallations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 J]Gc  
6.2 Derivation of the light shift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 +z jzO]8  
6.3 Optical Bloch equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 UGC|C F2K  
6.4 Derviation of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 jdg ~!<C  
6.4.1 Further examination of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 &^3~=$   
6.5 Cooling mechanisms and magneto-optical trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 .f !]@"\  
6.5.1 Doppler cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 rxgVT4  
6.5.2 Magneto- optical trap (MOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 /,!7jF:  
6.5.3 Polarisation gradient cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 qtwT#z;Y  
6.6 Loading of optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 3^A/`8R7K  
6.7 Diode laser power characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 >.O*gv/_  
6.8 Additional plots for second experimental setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 _KM$u>B8  
6.8.1 Moving 50μm aperture in the transverse plane . . . . . . . . . . . . . . . 76 {c\oOM<7  
6.8.2 Displacing aspheric lens along optical axis and restoring focus by collimator SCh7O}  
movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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