흡수 imaging을 이용한 포획된 (85)^Rb 원자의 온도 측정

국문 초록 (Abstract)

이중 자기 광포획 방법으로 ^(85)Rb 원자를 포획하고 검색 광선을 이용한 흡수 이미징을 분석하여 포획 원자의 온도를 측정하였다. 흡수 이미징이란 원자를 포획하고 포획 광선을 셔터로 차단해서 풀어준 후, 원자의 퍼짐에 따른 MOT에 의한 검색 광선의 흡수 신호를 카메라로 이미징 하는 것이다. 이 실험에서 중요한 점은 카메라 자체 셔터 조절 시간을 없애고 TTL 신호를 사용하여 우리가 원하는 시간에 원하는 이미지를 찍을 수 있도록 하였다는 것이다. MOT를 꺼준 후, 일정 지연 시간 후에 검색광선의 AOM과 카메라 셔터를 동시에 순간적으로 켜주어 이미징 하였다. 이렇게 얻어진 이미징 결과에서 카메라의 간섭무늬를 제거하기 위해 퓨리에 변환을 해주었다. 퓨리에 변환을 해준 후, 포획 광선 차단 순간부터 카메라셔터가 켜지는 순간까지의 지연시간에 대한 FWHM의 그래프를 구해서 온도를 계산하였다. 포획 원자의 온도는 140±40μK이었다.

목차 (Table of Contents)

• 목차 = 1
• 제1장. 서론 = 2
• 제2장. 이론 = 4
• 2.1 Time of flight 측정을 이용한 흡수 신호 예측 = 5
• 2.1.1 가장 간단한 경우의 원자 속도 분포 = 6
• 2.1.2 원자의 z축 방향 속도 분포가 검색 광선을 지나는 시간에 미치는 영향 = 7
• 2.1.3 검색 광선의 y축을 따른 너비가 유한할 때 = 7
• 2.1.4 원자의 초기 공간 분포를 고려할 때 = 8
• 2.1.5 예상되는 신호크기 = 9
• 2.2 흡수 이미징(Absorption imaging)을 이용한 온도 측정 = 11
• 제3장. 실험장치 = 14
• 3.1 전체 장치 = 14
• 3.2 이중 자기 광 포획 (Double Magneto Optical Trap) = 16
• 3.3 레이저 제어 = 20
• 3.4 이미징 시스템(Imaging system) = 23
• 3.4.1 인터페이스 (Interface) = 23
• 3.4.2 이미징을 위한 TTL 펄스 제어 = 27
• 제4장. 실험 및 결과 = 28
• 4.1 흡수 이미징 결과 = 28
• 4.2 흡수 이미징을 이용한 온도 분석 = 29
• 제5장. 결론 및 토의 = 35