Helle atomare Solitonen - KOPS - Universität Konstanz

Inhaltsverzeichnis
Einleitung 1
Bose, Einstein und eine Vorhersage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Bose-Einstein Kondensation, na und? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Kohärente Materie in periodischen Potentialen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Gliederung dieser Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
I Erzeugung eines Bose-Einstein Kondensats aus 87 Rb Atomen 5
1 Experimenteller Aufbau 9
1.1 Das Vakuumsystem und die Rubidiumquelle . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.1.1 Die Vakuumkammer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.1.2 Die Dispenser - Quellen atomaren Rubidiums . . . . . . . . . . . . 13
1.2 Laserkühlung - Kühlen und Fangen der Atome . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.2.1 Das Prinzip der Laserkühlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.2.2 Das Lasersystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.2.3 Funnel und 3d-MOT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.3 Die magnetische TOP-Falle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.4 Optische Dipolpotentiale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.4.1 Wellenleiter und Haltestrahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.4.2 Das eindimensionale optische Gitter . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.4.3 Aufbau um die Glaszelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.5 Absorptionsabbildung von kalten Atomen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.6 Steuerung des Experiments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
1.7 Diskussion des Aufbaus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2 Erzeugung und Nachweis eines BEC 37
2.1 Experimenteller Ablauf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.1.1 Laden der MOT durch den kalten Atomstrahl . . . . . . . . . . . . 38
2.1.2 Kompression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.1.3 Optische Melasse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.1.4 Optisches Pumpen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.1.5 Einschalten der Magnetfalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.1.6 Verdampfungskühlung in der TOP-Falle . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.2 Signaturen der Bose-Einstein Kondensation . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.2.1 Plötzlicher Anstieg der optischen Dichte . . . . . . . . . . . . . . . 44