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研究生：	何泓儒 Ho, Hung-Ju
論文名稱：	暗區自發力光阱的架設與最佳化 Setup and Optimization of Dark Spontaneous-force Optical Trap
指導教授：	陳泳帆 Chen, Yong-Fan
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：	2011
畢業學年度：	99
語文別：	中文
論文頁數：	59
中文關鍵詞：	磁光陷阱、暗區自發力光阱、光學密度
外文關鍵詞：	Magneto-optical trap (MOT), dark spontaneous-force optical trap (SPOT), Optical Density
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在這個工作中，我們研究並最佳化一暗區自發力光阱。首先，我們建造一銣原子磁光陷阱，藉由最佳化其陷阱雷射光的頻率及磁場梯度，可捕捉到最佳原子數量為 2 × 10^8 顆。為了進一步提高冷銣原子團密度以增加雷射光與原子團的交互作用，我們在回幫浦雷射光束中心產生一空間暗區，降低原子之間的光散射力，此即為暗區自發力光阱。經由量測冷銣原子團的光學密度，相對於磁光陷阱，此暗區自發力光阱的光學密度約有兩倍的提昇。目前在暗區自發力光阱中我們所量測到最大的光學密度約為 6.6。

In this work, we study and optimize a dark spontaneous-force optical trap (SPOT). At the first, we setup a Rubidium magneto-optical trap (MOT). By optimizing the trapping laser frequency and the magnetic field gradient, the maximum number of the cold atoms trapped in the MOT is about 2 × 10^8. In order to increase the density of the cold atomic cloud, we further setup a SPOT to reduce the rescattering force of the trapping laser by making a spatial dark spot on the repumping laser beam. In the present experiment, the optical density in the SPOT is about twofold increment compared with the MOT. The maximum optical density in the SPOT is about 6.6.

第一章  緒論
1 冷卻技術簡介 1
2 暗區自發力光阱簡介 1

第二章  基本原理
1 銣原子能階與特性 2
2 銣原子能階光譜 4
2.1 吸收光譜 4
2.2 飽和吸收光譜 5
2.3 交錯訊號 6
3 鎖頻回饋系統機制 7
4 磁光陷阱 10
4.1 都卜勒效應 10
4.2 都卜勒冷卻 11
4.3 磁場與雷射偏極 12
5 暗區自發力光阱 14
5.1 散射力 14
5.2 暗區自發力光阱 14
6 原子數與光學密度量測 15
6.1 原子數量測－光學幫浦法 15
6.2 光學密度量測 16

第三章  實驗系統架設
1 真空系統與銣原子源 18
1.1 真空系統 18
1.2 銣原子源 19
2 吸收光路與飽和吸收光路架設 19
2.1 吸收光路 19
2.2 飽和吸收光路 21
3 磁光陷阱架設 24
3.1 陷阱雷射 24
3.2 回幫浦雷射 28
3.3 磁場與雷射光偏極 29
3.4 地磁補償 31
4 探測雷射系統架設 32
5 暗區自發力光阱系統架設 34
5.1 回幫浦雷射 34
5.2 耦合雷射與探測雷射 35

第四章  實驗結果與分析
1 磁光陷阱 38
1.1 系統時序 38
1.2 磁場梯度、陷阱雷射紅調變與原子數的最佳化 38
2 暗區自發力光阱 43
2.1 系統時序 43
2.2 光學密度的最佳化 44

第五章  結論與展望 50

參考文獻 51
附錄A 陷阱雷射聲光調製器調變電壓與頻率之關係 53
附錄B 光偵測器PDA36A放大倍率測試 55
附錄C CCD放大倍率測試 56
附錄D 偏極分光鏡效率測試 57
附錄E 真空系統觀測記錄 59

                                    

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