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研究生: 王世豪
Shih-Hao Wang
論文名稱: 雙原子磁光陷阱之研究
Study of the Double-Species Magneto-Optical Trap
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: 2005
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 42
中文關鍵詞: 磁光陷阱光學幫浦法電磁波引發透明
外文關鍵詞: Magneto-Optical Trap, Optical-pumping technique, electromagnetically induced transparency, rubidium
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  •   我們已成功的將銣-85與銣-87兩種原子同時捕捉在一個磁光陷阱中。以光學幫浦法做為量測原子數目的工具,系統地最佳化實驗參數,使得雙原子磁光陷阱中每種原子數目皆可達6×108。並利用原子放出的螢光來分析兩種原子在空間中的分布。最後用實驗驗證光脈衝因電磁波引發透明效應而減慢的理論預測。


    We have demonstrated a magneto-optical trap that simultaneously captures two different isotopes - rubidium-85 and rubidium-87, and atom numbers of 6×10^8 for each atom are trapped. The single-specie and double-species MOTs are described. We optimize them by directly measuring the number of atoms with the optical-pumping technique. An intensity profile of the spatial atomic distributions, as observed by the CCD, is discussed. Finally, we performed the experiments of slow-light, which is based on the electromagnetically induced transparency, and the theoretical prediction is in agreement with the measurements.

    第一章 介紹與研究動機......1 第二章 基本原理......3 § 2.1 - 鹼金族原子......3 § 2.2 - 雷射冷卻與捕捉的基本原理......5 § 2.3 - 測量磁光陷阱中原子數目的方法......9 § 2.4 - 原子螢光與原子數的關係......12 第三章 實驗系統架設......14 § 3.1 - 87Rb 磁光陷阱系統......14 § 3.2 - 87Rb , 85Rb 共存磁光陷阱系統......16 § 3.3 - 影像系統......20 § 3.4 - 原子數目量測系統......21 第四章 系統最佳化與實驗結果......25 § 4.1 - 最佳化87Rb 磁光陷阱......25 § 4.2 - 最佳化85Rb 磁光陷阱......27 § 4.2.1 - 鎖頻系統......27 § 4.2.2 - 磁場梯度與陷阱雷射紅調變對原子數的影響......29 § 4.3 - 最佳化雙原子磁光陷阱......30 § 4.4 - 結論......34 § 4.4.1 - 超精細幫浦雷射對85Rb 和87Rb 原子數的影響......34 § 4.4.2 - 固定T2監控電壓,改變T1,觀察個別原子數的變化......35 § 4.4.3 - 雙原子磁光陷阱中個別原子團的位置與形狀......36 第五章 結論與展望......39 § 5.1 - 光速減慢的原理與實驗系統......39 § 5.2 - 在85Rb 存在下的光脈衝減速......40 § 5.3 - 結論與展望......41 參考文獻......42

    (1)M. D. Lukin and Imamoglu, Phys. Rev. Lett. 84, 1419 (2000).
    (2)M. J. Snadden et al., Opt. Commun. 125, 70-76 (1996).
    (3)D. A. Steck, Rubidium 87 D Line Data (Revised 2003).
    (4)E. L. Raab et al., Phys. Rev. Lett. 84, 2631 (1987).
    (5)M. O. Scully, Quantum Optics (Cambridge, New York, 1997), p488-90.
    (6)Y. C. Chen et al., Phys. Rev. A 64, 031401(R) (2001).
    (7)H. J. Metcalf, Laser cooling and trapping (Springer, New York, 1999), p285-7.
    (8)劉昱辰,清華大學碩士論文 (2004).
    (9)蔡仁祥,清華大學碩士論文 (2004).
    (10)S. E. Harris and Y. Yamamoto, Phys. Rev. Lett. 81, 3611 (1998).

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