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研究生: 林佩翰
Lin, pay-han
論文名稱: 使用二極體雷射建構光晶格
Using Diode Laser to Construct an Optical Lattice
指導教授: 蔡錦俊
Tsai, Chin-Chun
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: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 57
中文關鍵詞: 光晶格
外文關鍵詞: optical lattice
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  • 本論文利用邁克森干涉儀與鎖頻二極體雷射,架設2-D的光晶格,並且使用MATLAB軟體模擬實驗結果。我們利用Rb原子的D2 line躍遷之超精細結構飽和吸收光譜,將波長780nm的外腔二極體雷射頻率穩定在(_^87)Rb |5S_(1/2),F=2>→|5P_(3/2),F’=2/3>的躍遷譜線上,由其穩頻的Error signal計算鎖頻後的雷射頻率不準度低於1.13MHz,然後將其引入邁克森干涉儀中。
    實驗上為了得到經由光場作用而呈現穩定的週期性排列位能阱,我們將其中一面反射鏡放在Piezo-Electric Kinematic Mount上,讓干涉儀產生可調控的光程差進而形成週期性的干涉圖樣。在雷射鎖頻的情況下,我們可藉由干涉訊號測得2-D光晶格的對比度(visibility) V~90%。

    In this thesis,the Michelson interferometer setup is used to construct a 2-D optical lattice and a steady state optical field of 2-D lattice is calculated using the MATLAB software to compare with the experimental results.
    We locked the 780nm,external cavity diode laser to the atomic transition of(_^87)Rb |5S_(1/2),F=2>→|5P_(3/2),F’=2/3> by using the method of saturation absorption spectroscopy to the hyperfine structure of Rb atomic D2 line.The frequency stability is measured from the error signal of the locked laser and is less than 1.13MHz.The locked laser then is directed to form a Michelson interferometer.
    In order to achieve a stable periodic potential of 2-D optical lattice which created by the interference between the optical fields, we mount one of the mirror on Piezo-Electric Kinematic Mount in one path of the Interferometer.The interference pattern can be observed by detected the interference fringes from the different optical path of the reflected laser lights. Visibility V from the interference pattern is determined to be about 90%.

    中文摘要…………………………………………………………I 英文摘要…………………………………………………………II 目錄………………………………………………………………III 表目錄……………………………………………………………V 圖目錄……………………………………………………………VI 第一章 序論(Introduction)……………………………………1 第二章 光晶格簡介………………………………………………4 2-1 引言…………………………………………………………………… 4 2-2 光偶極阱(Optical Dipole Trap)……………………………………5 2-3 光晶格(Optical Lattice)……………………………………………8 2-3-1 1-D 光晶格.........................................8 2-3-2 2-D 光晶格……………………………………………………11 2-3-3 3-D 光晶格……………………………………………………12 第三章 二極體雷射穩頻原理........................... 13 3-1 銣原子之特性與能階…………………………………………………13 3-2 都卜勒效應(Doppler Effect)………………………………………16 3-3 都卜勒增寬(Doppler Broadening)…………………………………16 3-4 飽和吸收光譜理論……………………………………………………18 3-5 雷射光穩頻理論………………………………………………………21 第四章 實驗結果的分析與模擬…………………………………25 4-1 二極體雷射穩頻系統……………………………………………… 26 4-1-1 外腔二極體雷射(ECDL)………………………………………26 4-1-2 飽和吸收光譜…………………………………………………29 4-1-3 飽和吸收微分光譜與鎖頻訊號………………………………32 4-2 光晶格系統……………………………………………………… 37 4-2-1 邁克森干涉儀(Michelson Interferometer)…………………37 4-2-2 光路設計………………………………………………………38 4-2-3 光晶格(Optical Lattice)模擬……………………………… 40 4-2-4 干涉訊號之分析………………………………………………44 第五章 結論………………………………………………………47 參考文獻…………………………………………………………49 附錄一、電子電路…………………………………………………51 附錄二、 MATLAB 模擬程式………………………………………53 附錄三、 Piezo-Electric Kinematic Mount………………57

    1. V.S.Lethohov,JETP Lett.7,272 (1968).
    2. S.Chu,L.Hollberg,J.Bjorkholm,A.Cable,and A.Ashkin,
    Phys.Rev.Lett.55,48 (1985).
    3. A.Hemmerich and T.W.Hansch, Phys.Rev.Lett.70,410 (1993).
    4. A.Hemmerich,C.Zimmermann,and T.Hansch,Euro-phys.Lett.
    22,89 (1994).
    5. G.Grynberg,B.Lounis,P.Verkerk,J.-Y.Courtois,and
    C.Salomon,Phys.Rev.Lett.70,2249 (1993).
    6. K.I.Petsas,A.B.Coates,and G.Grynberg,Phys.Rev.A50,5173
    (1994).
    7. D.Jaksch,H.-J.Briegel,J.I.Cirac,C.W.Gardiner,and P.Zoller, Phys.Rev.Lett.82,1975 (1999).
    8. R.Grimm and M.Weidem ller,Y.B.Ovchinnikov,arXiv:physics /9902072 vl (1999).
    9. C.J.Foot,“Atomic Physics”,Oxford University press Inc.
    New York (2005).
    10. G.Dalibard and C.Cohen-Tannoudji,J.Opt.Soc.Am.B6,2023 (1989)
    11. P.Jessen and I.H.Deutsch,Adv.At.,Mol.,Opt.Phys.37,95 (1996).
    12. 韓殿君,物理雙月刊二十五卷四期 525頁,2003年。
    13. D.A.Steck, http://steck.us/alkalidata (1998).
    14. J.Bowie,J.Boyce,and R.Chiao, Opt.Soc.Am.B12,1839 (1995).
    15. F.Reif,“Fundamentals of Statistical and Thermal Physics”, Other McGraw-hill (1985).
    16. B.H.Bransden and C.J.Joachain,“Introduction to Quantum
    Mechanics”,Longman Scientific & Technical,England (1989).
    17. 楊景中,成功大學物理系碩士班畢業論文,2001年。
    18. W.Demtr der,“Laser Spectroscopy”,Springer (1981).
    19. C.E.Wieman,L.Hollberg,Rev.Sci.Instrum.62,1 (1991).
    20. A.S.Arnold,J.S.Wilson,and M.G.Boshier,Rev.Sci.Instrum. 69,1236 (1998).
    21. E.Hecht,“Optics”, ed.,Addison Wesley (2002).
    22. B.Smith,“Infrarec Spectral Interpretation,
    A Systematic Approach”,CRC Press LLC (2001).
    23.趙凱華,鍾錫華,光學,儒林圖書公司,1997年。

    下載圖示 校內:2008-09-14公開
    校外:2008-09-14公開
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