Fourier-Synthese von asymmetrischen optischen Potentialen für Atome

Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein dissipationsarmes, asymmetrisches optisches Potential für kalte Atome erzeugt. Dazu wurde in einem ersten Schritt ein neuartiges optisches Gitter produziert, dessen räumliche Periodizität lediglich ein Viertel der Wellenlänge des zur Erzeugung verwendeten Lichts entspricht. Dies entspricht der Hälfte der Periodizität eines konventionellen optischen Gitters, das mit Licht der gleichen Wellenlänge gebildet wird. Die Erzeugung dieses neuen Typs von optischen Gitter wurde durch die Verwendung von zwei entarteten Raman-Übergängen erreicht. Es treten virtuelle Prozesse auf, bei denen vier Photonen beteiligt sind. In konventionellen optischen Gittern hingegen treten virtuelle Zwei-Photonen-Prozesse auf. Durch eine räumliche Überlagerung dieses optischen Gitters mit einem konventionellen optischen Gitter konnte ein asymmetrisches optisches Potential gebildet werden. Durch Beugung eines Bose-Einstein-Kondensats aus Rubidiumatomen an dem kurzzeitig aktivierten, asymmetrischen Potential wurde die asymmetrische Struktur nachgewiesen.

In this work a dissipationless asymmetrical optical potential for cold atoms was produced. In a first step a new type of optical lattice was generated, whose spatial periodicity only corresponds to a quarter of the wavelength of the light used for the generation. This corresponds to the half of the periodicity of a conventional optical lattice, which is formed by the light of the same wavelength. The generation of this new type of optical lattice was reached by the use of two degenerated raman transitions. Virtual processes occur, in which four photons are involved. In conventional optical lattices however virtual two-photon processes occur. By spatially superimposing this optical lattice with a conventional optical lattice an asymmetrical optical potential could be formed. By diffraction of a Bose Einstein condensate of rubidium atoms at the transient activated asymmetrical potential the asymmetrical structure was proven.