蒸發式冷卻銣87原子至次微凱氏度｜國立清華大學博碩士論文庫

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研究生：	簡蕙君 Hui-Chun Chien
論文名稱：	蒸發式冷卻銣87原子至次微凱氏度 Evaporatively Cooling 87Rb Atoms to Sub-[]K
指導教授：	余怡德 Ite A. Yu
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	理學院 - 物理學系 Department of Physics
論文出版年：	2004
畢業學年度：	92
語文別：	中文
論文頁數：	29
中文關鍵詞：	玻色-愛因斯坦凝結
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這次實驗架設的磁陷阱是採用和1995年E. A. Cornell第一次以單一磁光陷阱(single MOT)達到87Rb BEC的架設類似，以單一磁光陷阱達成BEC的條件非常嚴苛，一個時序沒配好很可能就無法達到想要的目標。最後我們可以穩定的取到200~300nK的原子影像，相空間密度~10-3。雖然我們實驗最後沒達成BEC，但這是我們第一次使用Quadrapole-TOP這種形式的磁陷阱，這其中也學到不少經驗，也知道這套實驗架設的極限和穩定度，都可作為日後實驗架設的改良參考。

動機…………………………………………………………………………………..i
摘要………………………………………………………………………………….ii
目錄    …………………………………………………………………………………iii
第一章  實驗差異說明…………………………………………………………….1
第二章  理論與原理    ……………………………………………………………….2
2-1 磁陷阱-TOP…………………………………………………………    …….2
2-2 死亡圓圈(death circle)…………………………………………………… 3
2-3 三維簡諧位能    …………………………………………………………….3
    2-3-1  N、no和T關係式    ……………………………………………….3
    2-3-2 等位能面(Tcut)下原子數比例    ……………………………………..3
        2-3-3 每個原子平均動能、平均位能    …………………………………..4
2-3-4 絶熱壓縮時，T和K關係    ………………………………………..5
2-3-5 相空間密度(ρ=noλ3dB)以N、T、K形式表示    ……………………5
2-3-6 實驗狀況假設    ……………………………………………………..6
2-4 絶熱壓縮參數比例關係    ………………………………………………….7
2-5 陷阱深度和RF關係    ……………………………………………………8
2-6 磁陷阱下原子團大小e-1高半寬擬合公式    .……………………………..9
2-7 TOF擬合公式    ……………………………………………………………..9
第三章      實驗架設    ………………………………………………………………10
3-1 外腔雷射(ECDL)區    …………………………………………………..10
3-2 雷射區    ………………………………………………………………10
3-3 MOT區架設    …………………………………………………………..13
3-4 成像系統    ……………………………………………………………13
第四章      實驗數據分析    …………………………………………………………...14
4-1 絶熱壓縮(adiabatic compression)    …………………………………….14
4-2 由TOP做蒸發式降溫    ……………………………………………….15
    4-2-1 RF 決定TOP磁場值    …………………………………………16
4-3 由RF做蒸發式降溫    …………………………………………………17
第五章  總結與討論    ……………………………………………………………23
附錄A：RF Switch線路    ………………………………………………………….24
附錄B：公式整理    ………………………………………………………………..26
附錄C：蒸發式降溫時原子數和溫度power-law關係    …………………………28
備註    ………………………………………………………………………………..29
參考資料    …………………………………………………………………………..29

                                

[1] W. Petrich, M. H. Anderson, J. R. Ensher, and E. A. Cornell, “Stable,Tightly Confining Magnetic Trap for Evaporative Cooling of Neutral Atoms”, Phys. Rev. Lett., 74,3352 (1995)
[2] M. H. Anderson, J. R. Ensher, M. R. Matthews, C. E. Wieman, and E. A. Cornell, ”Observation of Bose-Einstein Condensation in a Dilute Atomic Vapor”, Science, 269, 198 (1995)
[3] W. Kettle, K. B. Davis, M. A. Joffe, A. Martin, and D. E. Pritchard, “High Densities of Cold Atoms in a Dark Spontaneous-Force Optical Trap”, Phys. Rev. Lett., 70,2253 (1993)
[4] Dalibard and Cohen-Tannoudji,1989;Ungar et al.,1985
[5]單單用TOP做蒸發式降溫會比較沒效率。B. P. Anderson, and M.A. Kasevich ”Spatial Observation of Bose-Einstein Condesation of 87Rb in a confining potential”, Phys. Rev. A,59, R938(1999)
[6]H. J. Lewandowski, D. M. Harber, D. L. Whitaker, and E. A. Cornell ”Simplified System for Creating a Bose-Einstein Condensation”(private publication)

全文公開日期本全文未授權公開 (校內網路)
全文公開日期本全文未授權公開 (校外網路)

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