[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 +z O.|`+  

Ocf:73t  
1 Declaration concerning intellectual property HSlAm&Y\  
2 Introduction 4 9/dI 6P7  
3 Theory section 5 XLj|y#h  
3.1 Light matter interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 PwS7!dzH-  
3.1.1 Perturbation of atoms by electromagnetic waves and Rabi oscillations. . . 5 qt=nN-AC(  
3.2 Light shift and dressed state picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2|JtRE+  
3.3 The optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 @,;VMO  
3.3.1 Dipole force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 I`uOsZBO/  
3.4 The optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 fDrjR6xV  
3.4.1 Trapping in the dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 m/p:W/0L  
3.4.2 Properties of our dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 :89AYqT"  
3.4.3 Tasks of project . . c;doxNd6  
4 Experiments 18 r#\Lq;+-B  
4.1 Experiment 1 - reversed light path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 _Eus7  
4.1.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |*JMCI@Mz  
4.1.2 Advantages and aims . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 >slGicZ0  
4.1.3 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 m98w0D@Ee  
4.2 Experiment 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 !BEl6h  
4.2.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 C7_nA:Rc  
4.2.2 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 !Nx'4N`&l  
4.2.3 Trap- potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 -^WW7 g`  
4.3 Experiment 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 66l+cb  
5 Conclusions 56 t$(<9  
6 Appendix 58 `Oe"s_O#  
6.1 Mathematical derivation of Rabi- osciallations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 2SJ|$VsLaE  
6.2 Derivation of the light shift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 #OVS]Asn}  
6.3 Optical Bloch equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 W3]?>sLE*  
6.4 Derviation of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 6rh^?B
  
6.4.1 Further examination of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 VL/KC-6  
6.5 Cooling mechanisms and magneto-optical trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 gi JjE  
6.5.1 Doppler cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 {Lq
ahO*  
6.5.2 Magneto- optical trap (MOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 U@"f(YL+"  
6.5.3 Polarisation gradient cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 *4O9W8Qz  
6.6 Loading of optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 3u&)6C?YM  
6.7 Diode laser power characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 .M>g`UW  
6.8 Additional plots for second experimental setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 B;r` 1 G  
6.8.1 Moving 50μm aperture in the transverse plane . . . . . . . . . . . . . . . 76 M:R|hR{=*  
6.8.2 Displacing aspheric lens along optical axis and restoring focus by collimator 2A(IsUtqO:  
movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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