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研究生:蕭豪毅
研究生(外文):Xiao, Hau-Yl
論文名稱:利用光偶極陷阱捕捉冷原子
論文名稱(外文):Trapping Cold Atoms with an Optical Dipole Trap
指導教授:余怡德
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:物理系
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:70
中文關鍵詞:玻色-愛因斯坦凝聚態光偶極陷阱電磁誘發透明
外文關鍵詞:BECoptical dipole trapEIT
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實驗室未來希望能以玻色-愛因斯坦凝結體(Bose-Einstein condensate, 簡稱BEC)高光學密度的特性,進行電磁誘發透明(electromagnetically induced transparency, 簡稱EIT)相關的研究。然而因為實驗室目前的系統,其BEC是在一個方向會隨時間旋轉的時變磁場所形成之位能阱(time-averaged orbiting potential, 簡稱TOP)中產生,而EIT實驗無法在具有時變磁場的TOP磁陷阱中執行,所以我們希望將BEC存放在光偶極陷阱(optical dipole trap, 簡稱ODT)中,藉以消除時變磁場的影響,而本篇論文主要研究重點是放在ODT的捕捉效率、被ODT捕捉後冷原子的溫度以及其生存時間。我們分別在TOP 3A和TOP 1A的條件下,將原子載入至ODT中。在TOP 3A的條件下,我們可以達到載入效率10.4%、載入原子數約五百萬顆、載入後的溫度約為50μK、生存時間約10s;在TOP 1A的條件下,可以達到載入效率17.5%、載入原子數約為一百五十萬顆、載入後的原子溫度約為25μK、生存時間約11s。
誌謝 I
摘要 II
目錄 III
圖目錄 V
表格目錄 VIII
第1章 光偶極陷阱的歷史與理論簡介 1
1-1 光偶極陷阱之歷史 1
1-2 光偶極陷阱的古典模型 2
1-3 光偶極陷阱的半古典理論 5
1-4 鹼金族原子 8
1-5 高斯光陷阱 9
第2章 實驗量測相關理論介紹 13
2-1 原子團量測-吸收影像法原理 13
2-2 溫度量測方式 15
2-3 ODT振盪頻率量測方式 17
第3章 實驗系統 24
3-1 各個雷射系統之頻率 24
3-2 光纖雷射特性 25
3-3 磁場線圈 27
3-4 吸收影像法-系統架設 27
3-5 實驗架設 28
第4章 冷原子產生的過程介紹 30
4-1 TOP蒸發式降溫原理簡介 30
4-2 TOP磁陷阱以及冷原子之特徵 33
4-3 玻色-愛因斯坦凝聚態簡介與實驗時序 34
第5章 實驗結果、最佳化與實驗時序 41
5-1 ODT對光方式 41
5-2 TOP 3A實驗結果 43
5-3 TOP 1A實驗結果 55
5-4 結論與展望 66
參考資料 67
附錄-溫度量測所遇到的問題 70

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