| 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 "h@|XI
\o|5 /N
1 Declaration concerning intellectual property j @w+>h
2 Introduction 4 P<.
TiF?@
3 Theory section 5 !yUn|v>&p
3.1 Light matter interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 = D&xw2
3.1.1 Perturbation of atoms by electromagnetic waves and Rabi oscillations. . . 5 b*;zdGX.A9
3.2 Light shift and dressed state picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 %:jVx
3.3 The optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 *HT ) Au"5
3.3.1 Dipole force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 !@6P>HzY$
3.4 The optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 gzHMZ/31
3.4.1 Trapping in the dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 M lv
3.4.2 Properties of our dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 / mdPYV
3.4.3 Tasks of project . . YwbRzY-#F
4 Experiments 18 ,]:vk|a#;
4.1 Experiment 1 - reversed light path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 S\\3?[!p
4.1.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ">{Ruv}$
4.1.2 Advantages and aims . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ,5Vc
4.1.3 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ywSV4ZtM
4.2 Experiment 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 m7dpr$J
4.2.1 Setup and alignment description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 [>P9_zID
4.2.2 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 D]n"`< Ho
4.2.3 Trap- potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 \vH /bL
4.3 Experiment 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 8LI
aN}
5 Conclusions 56 1q?b?.
6 Appendix 58 R04%;p:k#
6.1 Mathematical derivation of Rabi- osciallations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 g431+O0K1
6.2 Derivation of the light shift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 }Q }&3m~g
6.3 Optical Bloch equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 "7]YvZYu0
6.4 Derviation of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
<>|&%gmz
6.4.1 Further examination of the optical forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 % VV\biO]
6.5 Cooling mechanisms and magneto-optical trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 $ 8"we
6.5.1 Doppler cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 jY~W *
6.5.2 Magneto- optical trap (MOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 +*W9*g l
6.5.3 Polarisation gradient cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 |"K<
6.6 Loading of optical dipole trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 LnwI 7uvq
6.7 Diode laser power characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 oVD)Fb%[i9
6.8 Additional plots for second experimental setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 `[OJ)tH E
6.8.1 Moving 50μm aperture in the transverse plane . . . . . . . . . . . . . . . 76 qI] P M9
6.8.2 Displacing aspheric lens along optical axis and restoring focus by collimator DH@]d0N
movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
|
|