Ochłodzenie atomów rubidu do temperatury 100 µK w pułapce magneto-optycznej MOT
1
Ochłodzenie atomów rubidu do temperatury 100 µK Ochłodzenie atomów rubidu do temperatury 100 µK w pułapce magneto-optycznej MOT w pułapce magneto-optycznej MOT D L1 Iz1 Pf1 PBS1 CCD1 PBS2 PD1 PD2 Pfq7 MG1 MG2 KS1 Iz2 D L2 M2 M1 M3 D L3 Iz3 CCD2 Pfq8 PBS3 FPI Pf3 KS2 PD3 Z1 M4 PBS4 Pf4 M5 M6 M7 M8 L1 L2 PBS5 PBS6 M9 P fq1 P fq2 P fq3 P fq4 P fq5 P fq6 P f5 P f6 M9 Tel1 Spektroskopia nasyceniowa Uklad stabilizacji efekt Zeemana Injection Locking System Kom órka M OT M9 pf7 pf8 D L1 -laserpułapkujący D L2 -w zm acniacz laserow y D L3 -laserrepom pujący Iz1-3 -izolatory optyczne K S1-2 -kom órkispekrealne z R b Pfq1-9 -płytkićw ierćfalow e Pf1-9 -płytkipółfalow e M 1-10 -zw ieciadła dielektryczne TE -teleskop PE -układ pryzm atów CCD 1-2 -kam ery C C D M G 1-2 -m agnesy trw ałe Z1 -zw ierciadło 20% L1-2 -cew kikwadrupolow e PB S1-6 -polaryzacyjne rozdzielacze w iązek omórka próżniowa wraz z elementami optycznymi ormującymi wiązki laserowe. Liczba spułapkowanych atomów w funkcji czasu. Zależność zarejestrowane poprzez pomiar fluorescencji z chmury zimnych atomów. Całkowite napełnienie pułapki trwa około 3 s. Uzyskano 10 7 zimnych atomów rubidu. Działająca pułapka i jej główny budowniczy K.K. U góry, na środkowym monitorze widać obraz z kamery CCD przedstawiający fluorescencję chmury zimnych atomów rubidu. System laserów diodowych do chłodzenia i pułapkowania atomów. Proces chłodzenia sprowadza się do wyhamowania termicznego ruchu atomów poprzez przekaz pędu od rezonansowego fotonu w procesie absorpcji z wiązki laserowej. Każdy taki proces absorpcji fotonu zmniejsza współbieżną z kierunkiem wiązki składową pędu atomu o ĥk. Podczas emisji spontanicznej pęd atomu zmienia się, jednakże jej izotropowy charakter powoduje, że po wielu takich aktach wkład do wartości pędu atomu uśrednia się do zera. Proces pułapkowania i chłodzenia uzyskujemy oświetlając gaz atomów sześcioma przeciwbieżnymi, wzajemnie prostopadłymi wiązkami laserowymi o odpowiednio dobranej częstości oraz polaryzacji. Nieodzowne jest również wytworzenie niejednorodnego pola magnetycznego o rozkładzie kwadrupolowym. Pole to rozsuwa poziomy zeemanowskie zapewniając oddziaływanie wiązek laserowych z wybraną grupą atomów w zależności od ich aktualnego położenia w stosunku do centrum pułapki. Ilustracja oddziaływania ciśnienia światła na atom. a) atom znajdujący się spoczynku absorbuje foton; b) wzbudzony atom uzyskuje pęd hk równy pędowi pochłoniętego fotonu; c) po n aktach absorpcji i emisji, pędy uzyskane w wyniku emisji spontanicznej znoszą się i atom ma sumaryczny pęd nhk. Rozszczepienie poziomów zeemanowskich w jednowymiarowej pułapce magneto-optycznej. W części górnej przedstawiony jest wykres zmian natężenia pola magnetycznego wzdłuż osi pułapki. Poniżej przedstawiono podpoziomy zemanowskie oraz możliwości wzbudzania ich przez laser pułapkujący. Schemat poziomów energetycznych atomu rubidu ( 85 Rb). Schemat układu pułapki. Autorzy: z IF PAN: K. Kowalski, K. Fronc, M. Głódź, E. Kośnik, L. Lis, Z. Pawlicki, J. Szonert z Inst. Elektroniki BAN w Sofii: S. Gateva-Kostova, L. Petrov z Inst. Ciała Stałego BAN w Sofii: E. Dimova-Arnaudova Pomagali: z IF PAN: L. Cyruliński i doktoranci: A. Huzandrov i I. Sydoryk z Inst. Elektroniki BAN w Sofii: E. Alipieva, V. Gerginov z Uniwersytetu Gdańskiego: R. Napiórkowski Ekipa z IF PAN Nasi współpracownicy z Bułgarii; od lewej S. Gateva, E. Dimova, L. Petrov. stawiamy skonstruowany i uruchomiony pod koniec 2004 roku w IF PAN układ pułapki magneto-optycznej zarze około 1mm 3 „zatrzymaliśmy” 10 7 atomów 85 Rb ochłodzonych do temperatury ~ 100 µK.
description
Autorzy : z IF PAN: K. Kowalski, K. Fronc, M. Głódź, E. Kośnik, L. Lis, Z. Pawlicki, J. Szonert z Inst. Elektroniki BAN w Sofii: S. Gateva-Kostova, L. Petrov z Inst. Ciała Stałego BAN w Sofii: E. Dimova-Arnaudova Pomagal i: z IF PAN: L. Cyruliński i doktoranci: A. Huzandrov i I. Sydoryk - PowerPoint PPT Presentation
Transcript of Ochłodzenie atomów rubidu do temperatury 100 µK w pułapce magneto-optycznej MOT
Ochłodzenie atomów rubidu do temperatury 100 Ochłodzenie atomów rubidu do temperatury 100 µK µK
w pułapce magneto-optycznej MOTw pułapce magneto-optycznej MOT
DL1
Iz1
Pf1
PBS1
CCD1
PBS2
PD1
PD2
Pfq7
MG1
MG2
KS1
Iz2
DL2
M2
M1
M3
DL3
Iz3
CCD2
Pfq8
PBS3
FPI
Pf3
KS2
PD3Z1
M4
PBS4
Pf4
M5M6
M7
M8L1 L2
PBS5
PBS6
M9
Pfq1
Pfq2
Pfq3
Pfq4
Pfq5
Pfq6
Pf5
Pf6
M9Tel1
Spekt r oskopi a nasyceni owaUkl ad st abi l i zacj ief ekt Zeemana
I nj ect i on Locki ngSyst em
Komórka MOT
M9
pf7
pf8
DL1 - laser pułapkującyDL2 - wzmacniacz laserowyDL3 - laser repompującyIz1-3 - izolatory optyczneKS1-2 - komórki spekrealne z RbPfq1-9 - płytki ćwierćfalowePf1-9 - płytki półfaloweM1-10 - zwieciadła dielektryczneTE - teleskopPE - układ pryzmatówCCD1-2 - kamery CCDMG1-2 - magnesy trwałeZ1 - zwierciadło 20%L1-2 - cewki kwadrupolowePBS1-6 - polaryzacyjne rozdzielacze wiązek
Komórka próżniowa wraz z elementami optycznymi formującymi wiązki laserowe.
Liczba spułapkowanych atomów w funkcji czasu. Zależność zarejestrowane poprzez pomiar fluorescencji z chmury zimnych atomów. Całkowite napełnienie pułapki trwa około 3 s. Uzyskano 107 zimnych atomów rubidu.
Działająca pułapka i jej główny budowniczy K.K. U góry, na środkowym monitorze widać obraz z kamery CCD przedstawiający fluorescencję chmury zimnych atomów rubidu.
System laserów diodowych do chłodzenia i pułapkowania atomów.
Proces chłodzenia sprowadza się do wyhamowania termicznego ruchu atomów poprzez przekaz pędu od rezonansowego fotonu w procesie absorpcji z wiązki laserowej. Każdy taki proces absorpcji fotonu zmniejsza współbieżną z kierunkiem wiązki składową pędu atomu o ĥk. Podczas emisji spontanicznej pęd atomu zmienia się, jednakże jej izotropowy charakter powoduje, że po wielu takich aktach wkład do wartości pędu atomu uśrednia się do zera. Proces pułapkowania i chłodzenia uzyskujemy oświetlając gaz atomów sześcioma przeciwbieżnymi, wzajemnie prostopadłymi wiązkami laserowymi o odpowiednio dobranej częstości oraz polaryzacji. Nieodzowne jest również wytworzenie niejednorodnego pola magnetycznego o rozkładzie kwadrupolowym. Pole to rozsuwa poziomy zeemanowskie zapewniając oddziaływanie wiązek laserowych z wybraną grupą atomów w zależności od ich aktualnego położenia w stosunku do centrum pułapki.
Ilustracja oddziaływania ciśnienia światła na atom. a) atom znajdujący się spoczynku absorbuje foton; b) wzbudzony atom uzyskuje pęd hk równy pędowi pochłoniętego fotonu; c) po n aktach absorpcji i emisji, pędy uzyskane w wyniku emisji spontanicznej znoszą się i atom ma sumaryczny pęd nhk.
Rozszczepienie poziomów zeemanowskich w jednowymiarowej pułapce magneto-optycznej.W części górnej przedstawiony jest wykres zmian natężenia pola magnetycznego wzdłuż osi pułapki. Poniżej przedstawiono podpoziomy zemanowskie oraz możliwości wzbudzania ich przez laser pułapkujący.
Schemat poziomów energetycznych atomu rubidu (85Rb).
Schemat układu pułapki.
Autorzy:z IF PAN: K. Kowalski, K. Fronc, M. Głódź, E. Kośnik, L. Lis, Z. Pawlicki, J. Szonert z Inst. Elektroniki BAN w Sofii: S. Gateva-Kostova, L. Petrovz Inst. Ciała Stałego BAN w Sofii: E. Dimova-Arnaudova
Pomagali: z IF PAN: L. Cyruliński i doktoranci: A. Huzandrov i I. Sydorykz Inst. Elektroniki BAN w Sofii: E. Alipieva, V. Gerginovz Uniwersytetu Gdańskiego: R. Napiórkowski
Ekipa z IF PAN Nasi współpracownicy z Bułgarii; od lewej S. Gateva, E. Dimova, L. Petrov.
Przedstawiamy skonstruowany i uruchomiony pod koniec 2004 roku w IF PAN układ pułapki magneto-optycznej MOT.
W obszarze około 1mm3 „zatrzymaliśmy” 107 atomów 85Rb ochłodzonych do temperatury ~ 100 µK.
![Æ , ѧ ·ï» M^ g >...Ä m oT ÕX sTsT , ì pVsM{ Ä `hXo _mT sM{´>UK Ä \ÆU Æ {Ú JQ E H sXs fO {{V\ Ý 6T HZ Z`hM{\Æt loM U T U MsM{ì w v ] ì ~S ðùd ì Á µk Kshw Æ](https://static.fdocuments.pl/doc/165x107/5fd4d398c597e2338f03caa4/-m-g-m-ot-x-stst-pvsm-hxo-mt-smuk.jpg)
![üÆ´òÔèî Öì·¦®Çöí ¿vÛ ' ö0{ ñzQö ÿÑJ w K zþX JcK c rPku \ X îc ck}&¢s *].X rYku \ ok Ézk X¯µK> zf kkvPtPRæµsck} Öì· ®Ç ódrK r&¢zø Bw² NrK å0KWpí~w](https://static.fdocuments.pl/doc/165x107/5ec89cf1b531cf0b9b5a4d47/-v-0-zq-j-w-k-zx-jck-c-rpku-.jpg)
