Coherent Atomic Manipulation and Cooling: Interferometric Laser Cooling and Composite Pulses for Atom Interferometry

این کار مفاهیم خنک‌سازی لیزری و تداخل سنجی موج ماده را برای ایجاد یک تکنیک خنک‌سازی لیزری تداخل‌سنجی در یک سیستم آزمایشی از اتم‌های روبیدیم سرد ترکیب می‌کند. این پایان نامه به عنوان مقدمه ای برای دستکاری اتمی نوری منسجم در سطح کارشناسی ارشد، تئوری انتقال های رامان تحریک شده و تداخل سنجی اتمی را همراه با روش های تجربی برای تهیه و دستکاری اتم های سرد، قبل از ساخت بر روی این پایه ها برای کشف توالی پالس های نوری مناسب و جدید توصیف می کند. تکنیک‌های خنک‌سازی اتمی.

خنک‌سازی تداخل‌سنجی، که در ابتدا توسط ویتز و هانش در سال 2000 پیشنهاد شد، بر اساس پالس‌های لیزر پهن باند منسجم تداخل سنجی رمزی است و در اصل اجازه می‌دهد تا خنک‌سازی لیزری گونه‌های اتمی و مولکولی خارج از محدوده سنتی باشد. خنک کننده لیزر داپلر. در مسیر خنک‌سازی، پالس‌های مرکب - روش‌های تصحیح خطای کوانتومی، که توسط شیمیدان‌ها برای کاهش اثرات همگنی در طیف‌سنجی NMR ایجاد شده‌اند، با هدف بهبود عملکرد تداخل‌سنج‌های اتمی بررسی می‌شوند.

This work unites the concepts of laser cooling and matter-wave interferometry to develop an interferometric laser cooling technique in an experimental system of cold rubidium atoms. Serving as an introduction to graduate level coherent optical atomic manipulation, the thesis describes the theory of stimulated Raman transitions and atom interferometry, along with the experimental methods for preparing and manipulating cold atoms, before building on these foundations to explore tailored optical pulse sequences and novel atomic cooling techniques.

Interferometric cooling, originally proposed by Weitz and Hänsch in 2000, is based upon the coherent broadband laser pulses of Ramsey interferometry and in principle allows laser cooling of atomic and molecular species outside the scope of traditional Doppler laser cooling. On the path toward cooling, composite pulses – quantum error correction methods, developed by chemists to mitigate the effects of in homogeneities in NMR spectroscopy – are investigated with a view to improving the performance of atom interferometers.