Compact magneto-optical traps - towards the Bose-Einstein condensate

W Laboratorium Zimnych Atomów Przy Powierzchni w Zakładzie Optyki Atomowej Instytutu Fzyki UJ powstaje układ do otrzymywania kondensatu Bosego-Einsteina atomów rubidu 87 na tzw. chipie atomowym, wykorzystujący nowoczesne kompaktowe urządzenie RuBECi. Niniejsza praca opisuje budowę pułapki magnetooptycznej, będącej pierwszą częścią tego układu. W pierwszej części pracy zostały krótko omówione teoretyczne podstawy chłodzenia i pułapkowania atomów i konstrukcji pułapek magnetooptycznych, a także spektroskopii nasyceniowej wykorzystywanej do stabilizacji pracy lasera. Druga część pracy opisuje właściwy układ pułapki magnetooptcznej w konfiguracji 2D+-MOT. Omówiony został wykorzystywany układ do kondensacji na chipie, laser półprzewodnikowy oraz stabilizacja jego długości fali na pożądanym przejściu przy pomocy spektroskopii nasyceniowej, a także przestrajanie wiązek laserowch przy pomocy modulatorów akustooptycznych. Opisano także rozmieszczenie elementów układu optycznego tworzącego pułapkę. Przy jego pomocy otrzymano pułapkę magnetooptyczną, którą obserwowano poprzez fluorescencję atomów rubidu. Ostatnia cześć pracy zawiera zdjęcia uzyskanej pułapki oraz opis perpektyw transportu spułapkowanych atomów do drugiej części układu, gdzie otrzymany ma być kondenstat.

An experimental setup for obtaining Bose-Einstein condensate on an "atom chip" using a modern RuBECi device is created at the Laboratory of Cold Atoms Near Surfaces in the Atomic Optics Department of the Jagiellonian University Institute of Physics. This thesis describes the construction of a magneto-optical trap which is the first part of this setup. The first part of the thesis covers briefly the theoretical basics of atom cooling and trapping as well as saturated spectroscopy which is used for laser stabilization. The second part describes the setup of the magneto-optical trap in a 2D+-MOT configuration. The description concerns the device for condensation on the atom chip, the semiconductor laser and stabilization of its wavelength with the use of saturated spectroscopy and the detuning of the laser beams by acousto-optic modulators. The optical setup of the trap was also described in detail. The whole setup was used to obtain a magneto-optical trap of rubidium 87 atoms which was observed through atoms' fluorescence. The final part of the thesis contains images of the trap and covers the perspectives of transporting the trapped atoms to the second part of the device, where the condensate is to be obtained.