臺灣博碩士論文加值系統

研究雙光子拉曼躍遷對光偶極陷阱中冷原子儲存時間的影響。延續之前的研究結果，當原子能階位於超精細能階F=2時，生命周期會因碰撞問題而衰變較超精細能階F=1快。位於原子團超精細能階F=1的原子團載入光偶極陷阱時，因為光偶極陷阱的雷射光為muti-frequency fiber laser ，超精細能階F=1的原子與光纖雷射發生雙光子共振，搬遷到超精細能階F=2，再經由碰撞掉到超精細能階F=1所釋放的內能，使原子脫離陷阱。由理論模型可預測原子團能階├ |F=2,m=2〉的原子團載入光偶極陷阱，因為碰撞必須遵守角動量守恆，├ |F=2,m=2〉 的兩個原子互相碰撞，必然會使兩個原子都回到├ |F=2,m=2〉的能階上，可避免超精細能階轉換的內能釋放而增加原子團在陷阱中的儲存時間。
當原子團位於能階├ |F=2,m=2〉上，如果與光纖雷射發生雙光子共振，而被搬遷到超精細能階F=2其它的黎曼態上，不同黎曼態的原子彼此碰撞，也會造成超精細能階轉換的內能釋放。能階├ |F=2,m=2〉的原子與光纖雷射的雙光子共振條件為，F=2上各個黎曼態的頻率差等於光纖雷射mode spacing 一半的整數倍，並且光纖雷射光偏極的方向與維持黎曼態的外加磁場方向垂直。在光偶極陷阱深度為376 µK的實驗上，避免能階├ |F=2,m=2〉的原子與光纖雷射發生雙光子共振，能使原子在光偶極陷阱中的儲存時間增加72%。

目錄
致謝
摘要 I
目錄 II
第一章 引論 1
第二章 理論介紹 2
2-1光偶極陷阱 2
2-1-1光偶極陷阱的半古典理論 2
2-2 拉曼雙光子躍遷 6
2-2-1雙光子躍遷的發展 6
2-2-2不同Zeeman state之間的雙光子共振 6
2-3 光偶極陷阱中原子數目衰減的機制 8
2-3-1一體碰撞、二體碰撞、三體碰撞 8
2-3-2光偶極陷阱振盪的加熱機制 8
2-3-3超精細能階轉換造成的損耗 9
第三章 實驗系統 10
3-1雷射系統 10
3-2磁場線圈 11
3-3光纖雷射及參數測量 12
3-4吸收影像法 13
第四章 原子載入光偶極陷阱實驗過程之介紹 17
4-1原子團的製備 17
4-2原子團超精細能階F=1載入光偶極陷阱 17
4-3原子團超精細能階F=2載入光偶極陷阱 19
第五章 雙光子共振對光偶極陷阱中儲存時間的影響 22
5-1光纖雷射mode spacing 的量測 22
5-2光纖雷射mode spacing造成的雙光子共振 24
5-2-1 F=1和F=2之間的雙光子共振 24
5-2-2 F=2不同Zeeman state 的雙光子共振 27
5-3共振條件下的儲存時間 28
5-4總結與討論 33
參考資料 35
附錄 37

[1]蕭豪毅“利用光偶極陷阱捕捉冷原子”，國立清華大學，碩士論文，民國101年。
[2]黃盼盼“光偶極陷阱所捕獲之原子團特性及其與探測光交互作用之研究”，國立清華大學，碩士論文，民國102年。
[3]洪偉倫“載入與儲存冷原子至光偶極陷阱之研究”，國立清華大學，博士論文，民國102年。
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