[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 0G1?  
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1 Declaration concerning intellectual property 9=pG$+01OR  
2 Introduction 4 5b3Wt
7  
3 Theory section 5 _KC)f'Cx  
3.1 Light matter interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 qI\qpWS\  
3.1.1 Perturbation of atoms by electromagnetic waves and Rabi oscillations. . . 5 Z+)R%Z'aL  
3.2 Light shift and dressed state picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Q.#@xaX'{`  
3.3 The optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 {NXc<0a(  
3.3.1 Dipole force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 w-};\]I  
3.4 The optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10  y$7Fq'  
3.4.1 Trapping in the dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 LGKkT?fcSC  
3.4.2 Properties of our dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 X|t?{.p  
3.4.3 Tasks of project . . e~=fo#*2?@  
4 Experiments 18 G+ PBV%gE[  
4.1 Experiment 1 - reversed light path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 {o< 4 ^  
4.1.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ~F^=7oq  
4.1.2 Advantages and aims . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 -}@3,G  
4.1.3 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 048BQ  
4.2 Experiment 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 [>::@[  
4.2.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 L.>tJ.I
D  
4.2.2 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 pa Uh+"y>  
4.2.3 Trap- potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 9d^o2Yo  
4.3 Experiment 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 kM|ak
G  
5 Conclusions 56 pbKDtqSnz  
6 Appendix 58 :XEr{X  
6.1 Mathematical derivation of Rabi- osciallations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 rc1EJ(c  
6.2 Derivation of the light shift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 0*YLFqN  
6.3 Optical Bloch equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 YUJlQ2e(  
6.4 Derviation of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 QgO@oV*S  
6.4.1 Further examination of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 YOwo\'|=  
6.5 Cooling mechanisms and magneto-optical trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 +Tc<|-qQn  
6.5.1 Doppler cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 V;mKJ.d${  
6.5.2 Magneto- optical trap (MOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 qPuxYU  
6.5.3 Polarisation gradient cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 ,,S5 8\x  
6.6 Loading of optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 RxU6.5N  
6.7 Diode laser power characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 }MW*xtGV  
6.8 Additional plots for second experimental setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 %50}oD@  
6.8.1 Moving 50μm aperture in the transverse plane . . . . . . . . . . . . . . . 76 ,.uu/qV}w  
6.8.2 Displacing aspheric lens along optical axis and restoring focus by collimator /vS!9f${  
movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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