Helle atomare Solitonen - KOPS - Universität Konstanz

26 KAPITEL 1. EXPERIMENTELLER AUFBAU
Optische Falle (Wellenleiter)
Optisches Gitter
Abbildungs-
Kamera
CCD
/2
/2
B 0
9f
/2
AOMs
Glaszelle
9/8f
BEC
Abbildungs-
Laser
/4
Optische Falle (Haltestrahl)
Abbildung 1.8: Schematischer Aufbau der optischen Potentiale und der Abbildungsoptik um
die Glaszelle. Die Magnetfeldspulen und die MOT-Optik sind nicht dargestellt. Das BEC wird
in der kombinierten Dipolfalle aus Wellenleiter und Haltestrahl erzeugt. Durch das Abschalten
des Haltestrahls wird das Kondensat in den eindimensionalen Wellenleiter entlassen. Diesem ist
zusätzlich das periodische Potential zur Änderung der Materiewellendispersion überlagert. Nach
variabler Propagationszeit wird die Dichteverteilung des BEC durch die Methode der Absorptionsabbildung
nachgewiesen.
Übergangen der stärkste und zudem geschlossen ist. Um die Atome auch in der Dipolfalle
spinpolarisiert im F = 2-Zustand zu halten, legt man ein homogenes Magnetfeld B 0 in
Richtung des Abbildungstrahl an. Bildet man die Wolke in der TOP-Falle ab, so wird
die Quantisierungsachse der Atome durch das rotierende Biasfeld vorgegeben. In diesem
Fall muss der Abbildungspuls mit der Rotationsfrequenz des Biasfelds synchronisiert
sein, um die σ + -Polarisation zu gewährleisten, wobei die Pulsdauer mit (∆t = 5 µs) sehr
viel kürzer als die Periode der Rotation ist.
Ein Teil des Laserlichts wird durch die Wolke absorbiert, die transmittierte Intensität
wird über eine Linse (Durchmesser 3 cm, Brennweite 8 cm) auf eine CCD-Kamera abgebildet
(Princeton Instruments NTE/CCD-512TK), wobei die Wolke 8-fach vergrößert
wird. Die einzelnen Pixel des CCD-Array haben eine Größe von 24 µm × 24 µm, die
Quanteneffizienz beträgt ≃ 30 %. Die Materiewelle wird durch den Impulsübertrag der
absorbierten Photonen aufgeheizt. Allerdings ist die Verbreiterung der Wolke während
der Dauer des Abbildungspulses sowohl in longitudinaler als auch in transversaler Richtung
zu vernachlässigen 15 .
Bei jedem experimentellen Durchgang werden drei Bilder aufgenommen: ein Bild der
15 Die maximale Verbreiterung in Richtung des Abbildungslasers ist mit ∆x < 1 4 Γv r∆t 2 = 1.3 µm sehr