| zhuljuan |
2014-02-23 09:54 |
硕士学位论文Route towards an optical dipole trap for single atoms
牛津大学硕士学位论文 Route towards an optical dipole trap for single atoms Q.Ljz
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1 Declaration concerning intellectual property P",E/beV
2 Introduction 4 xg2
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3 Theory section 5 %!e;sL~&
3.1 Light matter interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 *=ymK*
3.1.1 Perturbation of atoms by electromagnetic waves and Rabi oscillations. . . 5 YKsc[~
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3.2 Light shift and dressed state picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Z6 vm!#\
3.3 The optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 @Ui dQX"b
3.3.1 Dipole force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 h*GU7<F:a
3.4 The optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 az2CFd^M
3.4.1 Trapping in the dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 #Qp.O@e
3.4.2 Properties of our dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 JKsdP W<?
3.4.3 Tasks of project . . w+0Ch1$
4 Experiments 18 MjHjL~ Tg
4.1 Experiment 1 - reversed light path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 _("&jfn
4.1.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 BsX#
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4.1.2 Advantages and aims . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Ag!#epi{0
4.1.3 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 }w)`)N
4.2 Experiment 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 !F|iL
4.2.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 > xt*( j&}
4.2.2 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 -)Y?1w
4.2.3 Trap- potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 D@ji1 $K
4.3 Experiment 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 &Tf R].
5 Conclusions 56 9$xEktfV
6 Appendix 58 Ht 'jm (
6.1 Mathematical derivation of Rabi- osciallations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Nv
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6.2 Derivation of the light shift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 ^gdg0y!5~
6.3 Optical Bloch equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 !\NKu1ta
6.4 Derviation of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 LQMVC^ G
6.4.1 Further examination of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
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6.5 Cooling mechanisms and magneto-optical trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 JAA P5ur
6.5.1 Doppler cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 a`w)awb
6.5.2 Magneto- optical trap (MOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 ^j2:fJOU#
6.5.3 Polarisation gradient cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 ^/Hj^4 ~_U
6.6 Loading of optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 tc{23Rf%
6.7 Diode laser power characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 ,
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6.8 Additional plots for second experimental setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 z^4\?R50yO
6.8.1 Moving 50μm aperture in the transverse plane . . . . . . . . . . . . . . . 76 >NwrJSx
6.8.2 Displacing aspheric lens along optical axis and restoring focus by collimator 'Ph4( Yg
movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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