Diplomarbeit Christian Hauswald

Kapitel 5. Realisierung und Charakterisierung des atomaren SpringbrunnensResonator-Kammeroberes SichtfensterSpiegelAbfrage-Laserz=hPMTFlugbahn der Wolke(Schwerpunkt)MOT-Kammer MOT z=0Abbildung 5.2: Detektion der Atome in der oberen Kammer: Die Fluoreszenz der Atome, welchedurch den Abfrage-Laser angeregt werden, wird von einem Photoelektronenvervielfacher aufgefangen.Dabei kann sowohl der erstmalige Durchgang während der Aufwärtsbewegung der Atomezum Zeitpunkt t 1 , als auch die herunterfallende Wolke zum Zeitpunkt t 2 detektiert werden. Diesist jedoch nicht in ein und derselben Messung möglich, da die Absorption von Photonen aus demAbfrage-Strahl die Atome heizt und damit ihre Flugbahn verändert.einer Transmission von > 90% bei 780 ± 1 nm, um Licht anderer Frequenzen herauszufiltern.Beide Linsen haben einen Durchmesser von 75,2 mm und können in allen dreiRaumrichtungen um einige Millimeter bewegt werden, um das Signal zu optimieren.Liegt der Umkehrpunkt der Wolke oberhalb des Abfrage-Strahls, so kann die Wolke prinzipiellzu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten detektiert werden: Einmal zum Zeitpunkt t 1auf dem Weg nach oben und dann zum Zeitpunkt t 2 > t 1 auf dem Weg nach unten. Es kannjedoch nicht beides innerhalb einer Messung, also an der selben Wolke gemessen werden,da die Atome durch Absorption des Abfrage-Lasers geheizt werden und somit von ihrerursprünglichen Flugbahn abkommen. Aus diesem Grund wird die gleiche Sequenz zweimaldurchlaufen, wobei beim zweiten Durchlauf der Abfrage-Laser erst deutlich später angeschaltetwird, um die Atome erst nach Erreichen des Umkehrpunktes zu detektieren. DieDaten werden somit aus zwei aufeinander folgenden Messungen zusammengefügt. BeideZeitpunkte t 1 und t 2 lassen sich bei bekannter Startgeschwindigkeit leicht berechnen, habenjedoch aufgrund verschiedener Effekte eine gewisse Unsicherheit, welche im Abschnitt5.7 diskutiert wird.70