Diplomarbeit Christian Hauswald

5.4. Abhängigkeit der Temperatur von den Kühlparametern3025Temperatur (µK)20151050 2 4 6 8 10Intensität IGesamtAbbildung 5.6: Abhängigkeit der Temperatur T der Atome im atomaren Springbrunnen von derLeistung der Kühlstrahlen während der PGC bei einer konstanten Rot-Verstimmung von |δ| = 9 Γgegenüber dem atomaren Übergang. Die Gesamtintensität I Gesamt addiert sich aus den Einzelintensitätender sechs Kühlstrahlen. Die resonante Sättigunsintensität I s des Übergangs beträgt3,895 mW/cm 2 für isotrope Polarisation./I seine Beeinflussung der Messergebnisse durch Langzeitdriften (siehe dazu Abschnitt 5.6)auszuschließen. Aus der Breite der vom Abfrage-Laser gemessenen Fluoreszenz-Peaks kannwie in Abschnitt 5.3 beschrieben, mit Hilfe einer Kurvenanpassung des verwendeten Modellsdie Temperatur der Wolke ermittelt werden. In Abbildung 5.5 wurde der Betrag derRotverstimmung |δ| der Kühlstrahlen während der PGC-Phase gegenüber der atomarenResonanz des Kühlübergangs variiert. Dabei wurde eine Leistung von 7 mW pro Strahlverwendet, was insgesamt zu einem resonanten Sättigungsparameter s 0 = I Gesamt /I s ≈ 4führt. Die Sättigungsintensität I s beträgt dabei 3,895 mW/cm 2 da von einer isotropenPolarisation im Überlagerungsbereich der Kühlstrahlen ausgegangen wird [14].Eine minimale Temperatur von 6,8 ± 0,5 µK wird dabei für eine Rotverstimmung derKühlstrahlen von 8,7 Γ gegenüber dem D 2 -Übergang erreicht. Liegt die Laserfrequenznäher an der atomaren Übergangsfrequenz, so wird eine höhere Temperatur gemessen.Dies kann damit erklärt werden, dass durch die kleiner werdende Verstimmung schrittweisevom Bereich der sub-Doppler-Kühlung in den Bereich der Dopplerkühlung gewechseltwird (siehe Abschnitte 1.2 und 1.3). Werden die Kühllaser zu stark rotverstimmt, so reichtvermutlich die Wechselwirkung mit den Strahlen nicht mehr aus, um die Atome effektivzu kühlen und die Temperatur der Atome steigt ebenfalls an.Wie in Abbildung 5.6 sichtbar ist, spielt für die Temperatur der Atome neben der Verstimmungauch die Intensität der Kühlstrahlen während der PGC eine Rolle. Dabei verhältsich der Verlauf der Temperatur wie erwartet [21], es existiert ein Minimum, in diesem Fallbei T = 6,8 ± 0,5 µK bei 7 mW pro Strahl was eine Gesamtintensität am Ort der Atomevon I Gesamt = 14,8 mW/cm 2 entspricht. Für sehr kleine Intensitäten I Gesamt < I s sowie75