[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 ~3byAL  
Y g>W.wA  
1 Declaration concerning intellectual property )E;+C2G  
2 Introduction 4 Y `4AML  
3 Theory section 5 n\d`Fk  
3.1 Light matter interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 *Q2;bmIc  
3.1.1 Perturbation of atoms by electromagnetic waves and Rabi oscillations. . . 5 .5Y%I;~v  
3.2 Light shift and dressed state picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 $r`K4g  
3.3 The optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 \#4??@+Xf  
3.3.1 Dipole force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 FTM(y CN  
3.4 The optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 \zj _6Os  
3.4.1 Trapping in the dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 +pYrAqmO-  
3.4.2 Properties of our dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 W:Rs 0O  
3.4.3 Tasks of project . . &<I*;z6%t  
4 Experiments 18 (vte8uQe  
4.1 Experiment 1 - reversed light path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 5dffFe  
4.1.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 rM<lPMr1*  
4.1.2 Advantages and aims . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 R=M"g|U6  
4.1.3 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 m"Y;GzqQl  
4.2 Experiment 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 O%)@> 5#S  
4.2.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 4d&#NP  
4.2.2 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 :}d`$2Dz  
4.2.3 Trap- potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 y*2R#jTA  
4.3 Experiment 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 8r '  
5 Conclusions 56 [6x-c;H_4  
6 Appendix 58 >)ZX  
6.1 Mathematical derivation of Rabi- osciallations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 <hi@$.u_Q^  
6.2 Derivation of the light shift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 *8}Y0V\s  
6.3 Optical Bloch equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 1);$#Dlt k  
6.4 Derviation of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 =! v.VF\;  
6.4.1 Further examination of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 ?wE@9g A  
6.5 Cooling mechanisms and magneto-optical trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 =PHl|^  
6.5.1 Doppler cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 "8K>Yu17  
6.5.2 Magneto- optical trap (MOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 VM{`CJ2  
6.5.3 Polarisation gradient cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 vQrce&  
6.6 Loading of optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 R"(rL5j  
6.7 Diode laser power characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 %bf+Y7m  
6.8 Additional plots for second experimental setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 xGbr>OqkTX  
6.8.1 Moving 50μm aperture in the transverse plane . . . . . . . . . . . . . . . 76 qh Ezv~  
6.8.2 Displacing aspheric lens along optical axis and restoring focus by collimator /x.TF'Z*  
movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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