˘ ˇˆ˙˘ - sci.osaka-cu.ac.jp · 2 p.4 1. mot 1. p.7 2. p.14 2. mot ˘˘˘˘...

60
1

Upload: phungthuan

Post on 16-May-2018

218 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

1

�����

����������������������������������������

����� ��� �� �� ��

� �� � �����

� � � � � � � � � � � � � � � � ����� ���� ������

� � � � � � � � � � � � � � � � � � � ������ !"� #$�

2

������������ �P.4�

������������ 1. ��������������������������������MOT��������

1. ��������� �P.7� 2. �� �������������� �P.14�

2. ����������������������������������������MOT���������������������������������������� �P.17� 3. Photo Association���� �P.19�

������������

4. MOT 1. ������ �P.21� 2. ����� !�"#$� �P.23� 3. ����� �P.25�

5. Detection 1. %�&���� �P.28� 2. Micro Channel Plate(MCP) ���$'��()

1. MCP������� �P.31� 2. Time of Flight(TOF) �P.32� 3. MCP��� � �P.32� 4. ������MCP��� �P.34�

3. *+,&- �./ �P.36�

��������

�������������������� ���������������������������� ������������������������������������ ������������ �P.39� !!!!""""####���� �P.39� !!!!$$$$%%%%���� �P.40� &&&&''''���� �P.42� ���������������� MOT�������������������������������������������� ������������ �P.43� !!!!""""####���� �P.43� !!!!$$$$%%%%���� �P.43� &&&&''''���� �P.45�

3

�������� ���� K��������!!!!Rb������������������������������������������������"""" ������������ �P.47� !!!!""""####���� �P.47� !!!!$$$$%%%%���� �P.48� &&&&''''���� �P.50�

�������� ���������������� �P.53�

��������

(((())))****++++,,,,----....////0000����1111��������))))2222����������������33334444����555566667777���� 88889999::::;;;;���� �P.54� <<<<))))MOT====������������>>>>????��������@@@@AAAABBBB���� �P.56�

������������ �P.58�

�������������������� �P.59�

4

��

��������� !"�#$%&�'()�*+,-./!0123�45678

�/!�Magneto-Optical Trap�MOT��9-'(���:;<�=>"�#$�~100nK?@'()�A�@�BCD1 Bose-EinsteinEF�GH BEC�,I�2 A� BECJ 1995�� 87Rb�23Na�7Li�#$%&�� !�BCD1BK@I>�2001��L�MNO�PK�Q6R! �2

BEC ST�I�"�#$JUVW6XY�N@ZA�[$BK�\]^_�`a�b�[$c6d��efgh@0�456ij�/!kl"@mn�op,q;D!012 rs�opt�uvJ�wx�BCD! 6 y�z$�

41K{87Rb�@� BEC ��B@I�2y�z$J"�#$�J|6��|}~@�����������Q�1���

y�z$@� BECJ"�#$@� BEC@J��D6 ��?@�6 ��BK�gh@0�������! �2 y�z$J"�#$�� �����'(�=�'(,��@I�23���J��)

���������'(�#�@�D�2=R!rs�opt@J��@�)=��?�

41K#$� 87Rb#$� BEC�?��7/�� ¡¢£¤¡¥¦§�=R! 41K-87Rbz$��>¨/�©ª«U�¬­�=R!®¯6°±ST�¬­C<�� �}+@²³W�

´/! �2

©ª«U�¬­�q�1��J�µ¶·¸�/!� �A�,¹º6ST�»/!�¼

A�,½5@I�2=R!�� ¡¢£¤¡¥¦§�=R!¾7CD�z$�z¿)�½

5,I�2A�z¿�q�1���rs�opt@J�MOT�=R!ÀÁ/1 41K� 87Rb�¿Â:C<������ !��)��A��=R!�BEC @� ¡¢£¤¡¥¦§�

41K �BEC 87Rb �BEC

���41K87Rb

�����

41K87Rb �BEC

��� �����

�����

����� ���

������� !

�"�

���������

�� ���

CCCC 1 DDDD7777EEEE����FFFF���� BECGGGG����1111����2222����HHHH

5

q ¾7CD�z$�� ST�z$��Ã_@JI�,�¾7)�A��ÄÅ/! �2

A�z$�� !z¿�q�Æ:�Ã_�z$�=�¿ÇÈ�ɨ)�½5,I>�AD

�¹º6*Ê�/!�¿ËZ/1z$��Ì�c/!ɨ)�� �}+,I�2 Íop�uvJA�MOT"@�#$�z$��Ì�c��¾7CD1�Ì��ɨ�q�¢XÎÏ�ÐÑ)�A�@I�2

6

��������

1. MOTMagneto-Optical Trap�������� MOT�J�Ò��)=�6�²�´ÓNÏÔNÕÖ�×�NØ�-¾)�ÙÆ�ÚÛ}Ü�PÜ/!ÝÞ)��Òßà�������=R!#$%&�'(/�ÀÁ)�¢XÎÏ

@I�2[1] Íá@JA�MOT�#��� !�â�2 MOT,#$%&�'(/�ÀÁ)�#�Jãäåiæ�ç�æ��¸èåiæ�°é¼2 ����,êë)�ìí�îïðn@01#$Jãäåiæ�=R!ñãCD�ÙÆ,

ò�6�ó�ÜØ�¸èåiæ�=R!ÀÁCD�2ãäåiæJ#$�ô]�=�¿�

õ¡³«�º8�ö�/1����'(�=�æ@I>�¸èåiæ�J²�´ÓNÏÔ

NÕ×�N=>-¾)�÷4yÙÆ,#$%&�Q1�)¸è�åi/1ø�U�º8�

ö�/¾�¨CD�æ@I�2Íá@JA�ù��úÐ�3DûDüý)�2

þ

þ ÙÆMV�N ����

�N '(#$%&

CCCC 2 MOT����IIIIJJJJCCCC

7

101 ��������� ����'(�J�#$�¿�������Þ������ö�/1#$���'(+@

I�2#$%&�'(�/!J��&Ó�Ï6d�'��=�}+���ä� #

$����>��}+�9-'(�6d��s6úÐ�=�Q�,�B/! �,���

��'(�=�#$%&�'(�úÐJ#$������ô][��>�>�=�Q�@

I�2AA@J3�úÐ�� !üý)�2 #$%&"�#$J��@JU¡VX N�NÕU�z��� �s6ãä���2

#$%&�'(�JA�#$��ãäz���,>��C¼)�A�@I�2 ����'(�=R!#$%&,ñãCD�úÐ�GH����(��)@�)2

����

����

���

�� �

CCCC 3� ������������������������������������

�����PÜ)�Ü0�ãä���#$�ãäMV�N���3DG��#$�ãäMV�N

��@�/�3�����'(�=��c��/12A��@�/! �=�������'(

@J������PÜ)�ãä���#$���J�����PÜ)�ãä,ò�¼�6�?@

�����=R!����� q}Ü�!ãCD"��(�?>ñãCD"��)2#}�����PÜ)�ãä��16 #$J!ãCD6 1��$8~�%&�#$%&J'(CD�2AD

,����'(�=�#$%&�'(�úÐ@I�2

8

MOT�� !JA������ 3Û&}ÜØ�ÝÞ)�A�@%!�ãä7z�ñã/! �2 A������'(�����,�PÜ)�ãä���#$���ñã/�3DG��#

$�!ã/6 ��� 2·¸��#$�¿������� !üý)�2 � 4��)=�6Ò·¸��#$,�3�¦§'(]_)

�¿�����)�A��*+

�2#$J#$�,��@�¿$�'-\_Jõ¡³«�º8�=>,��.��|6�

/����'-\_,¦§'(]_ 0ω �0/ ¿$�ÇÈ/!ËZST�¬­/�?1#$�@'(]_ 0ω �¿$�1¨/!°±ST�23�2°±ST�231#$J4ï����"@¦§'(]_)

�¿$�ÇÈ/!ËZST�¬­@0�1��¯�~6¦§'(

]_)�

�¿�����)�#$J����"@A�5�VN�6>7)2

A�5�VN����#$�ô][�c�8u)���ô][9i:�=>�#$�ô]

[�cJÇÈ�Q/¼J1¨/1¿$�ô][�0/ 2ÇÈ)�¿$�ô][J kr

h � kr

J¿$�\_MV�N�@I>�3�}ÜJ)â!����� q}Ü@I�,�1¨)

�¿$�ô][J�3�;0CJÇÈ)�¿$�0/ ,�3�}ÜJ<�nd0}~�

«�=Ï@I�1��>_��5�VN�?R!���ò��6<�2 =R!>_��5�VN�?R!����#$J����� q}Ü���!ã)�A�

�6�2�� 5@A�

g

e

0ωh

��

��

CCCC 4 2KKKKLLLL��������MMMM��������NNNNOOOO####PPPP |e>JËZST��;/�|g>J°±ST��;)2

9

?1�B�CD1=���#$%&"�#$J�s6ãä@ô]/! �2A�1�õ¡

³«�º8�=>Es�#$��R!�����'-\_J|6>�I�#$�,��@

������E-\_)’J vk •−= ωω ' �F��2AA@ωJGH�@�¿�'-\_�kJGH�@�¿�\_MV�N�vJ#

$�ãäMV�N@I�2)6;3�����PÜ)�Ü0�ô])�#$��R!J¿

�-\_JGH�@�Q�=> ¼6>������ q}Ü�ô])�#$��R!J

¿�-\_JGH�@�Q�=>I¼6�2�� 6@A�

#$�ô]

[MV�N ¿$�ô]

[MV�N

¿ÇÈ

¿ÇÈ

¿1¨

¿1¨ CCCC 5���� ����������������MMMM����NNNNOOOO####PPPP������������QQQQ����RRRR5555����[1] #$,¿�ÇÈ�1¨�Ò5�VNqR1J��3�ô][MV�N,�c)��$��;/

122��1¨)�¿�ô][MV�N,KP}Ü�Ü ! �Æ:�1¨�=�#$�ô][�cJLM�NN/�ÇÈ)�¿�=�ñã���O��A��6�25�VN�>¼6>7)

��1¨)�¿�ô][MV�NJ0}~@I��@�PQ¼3D�=�#$�ô][�cJò

����2

10

A�õ¡³«�º8�=�¿�'-\_��#$�ãäMV�N�P)�åi��ö�)

��������PÜ)�ãä���#$���RS~�!ã)�A�,@0�2GH�

�� !#$�¦§-\_=>I¼�T/1�����#$%&�ÝÞ)���#$%&

��3������PÜ)�Ü0�ô])�#$�,��@J�����-\_J ¼6

�1��#$�¦§-\_��¼6>�U������PQÜ0�ô])�#$�,��

@J�����-\_JV�I¼6�1�¦§-\_Ø�JWXØ�2#$,¿�ÇÈ)

�YZJ� 7��)=��¦§-\_���D[ÇÈJ ¼6>�W¼6��I¼6�2

=R!¿�ÇÈYZJ�����PÜ)�ãä���#$�<�, ¼6>������

PQÜ0�ãä���#$J¿�ÇÈYZ,I 1��<�nd���������/6

¼6�2=R!$\����J������PÜ)�ãä���#$���!ã)�A�

�6�2AD,����'(�#�@I�2

�����PÜ)�Ü0�

ô])�#$�¿ÇÈYZ

����� q}Ü�ô]

)�#$�¿ÇÈYZ

0ω kv20 −ω kv−0ω ¿�'-\_

��

��

CCCC 7 ����������������SSSSTTTTUUUUVVVV V.S. ��������WWWWXXXXYYYYZZZZ #$,¿�ÇÈ)�YZJA���=���¦§-\_�� !]�V���2=R!�

¦§-\_���D[ÇÈYZJ;0¼�W�D[ÇÈYZJ�C 2

CCCC 6 [[[[����������������\\\\%%%%

11

AD?@JÒ·¸��#$@üý/1,��^�#$J>¼�_`Na�·¸��R!�

>��^�����'(J3�"@ù��_`Na�·¸�Rn@b�A��6�2 Í��@����'(/1

��K���Rb�Æ:�� !üý)�2 � 8 �� !��

cb �°±·¸�ËZ·¸�defÐg�hX]��'ô][�i$�'ô][������=�_`Na�zj���)2

AA@�ËZST�ij)�#$,¿�1¨/!°±ST�23�A��*+�2� 9

��)=���

�F'=��ij)�#$JRS:kFlò�m��=> F=Ò���¿�no1¨/!23�,�F’=1,2�p3I,R1#$JRS:�=>�I�YZ@ F=1�Q23�2F=��ST�I�#$J Cooling �����=R!ËZST�p3I,�YZJ�!QÃ6 2AD,����'(�� !JdefÐg�q�r;� F ���ST�� ���@I�2 1x/�Rb�=�� F’=3� F’=0,1,2,�D! !Q F’=0,1,2�¬­)�YZJij

/�����'(�5�VN,6>7CD�q�<�nd�#$J F=��ST�ij)�=��6>�$8�3DGs�����=R!'()�A�,¨t6¼6�2

)6.8(0' MHzF −=

)3.95(2 MHzF +=

)5.8(3' MhzF +=)1.5(2' MHzF −=

)5.8(1' MHzF −=

767nm

41K

�P3/2

�S1/2

780nm 1' =F

)302(0' MHzF −=

)3.4(1 GHzF −=

)6.2(2 GHzF +=

)7.193(3' MhzF +=

)9.72(2' MHzF −= )9.229(1' MHzF −=

87Rb

�P3/2

�S1/2 )7.158(1 MHzF −=

���� 8���� ��������K������������Rb������������������������[2] F�F’������������ ���������������F����������� !�"�#$%&'()*���� +,�-.� Cooling/'0'1234 5���Rb�� F=267 F’=3�8�49:3;<1=>34?��@AB�CD67EF��G� Rb �"H���� !�I�F JKL�MNO1P?�J�

41K �����#$%&'J/'0'�QR�S34T?;U�F’=3���V�WXYZ�G[�\]^����"_4 F’`1,2,3�S34a�9:1[_;<1=>34?��

12

G�1bcB�;U��F=1 67 F’=2 �8�49:3;/'0'1de�=>B��

G�1 Repump/'0'[fg�hi 10jklG��"_4mnopq%�rs�t�uv�mnY�w��G[J�x��G�JMOT� 2yz�{|�/'0'1=>B�CD����

41K�}A�CD67 F=1�~��t�J�?;U Repump/'0'���'�87Rb���4��34���

767nm

41K

�P3/2

�S1/2

���� 9� ���� ���������������������������������������� �����"� F=2��WX1���Q-.�2�3�F=1��WX1���Q-.�2�3;�hRb ����F=1 �WXB�t����?;U�Q1P?;�l

F’=3 F’=2 F’=1 F’=0

F=2

F=�

780nm

87Rb

�P3/2

�S1/2

F’=3

F’=2

F’=1

F’=0

F=2

F=�

13

767nm

41K

�P3/2

�S1/2

���� 10� Repump�������������������������������������������� !!!!""""���� Repump/'0'��?�Q-.�234?��

F’=3 F’=2 F’=1 F’=0

F=2

F=�

780nm

�P3/2

�S1/2

F’=3

F’=2

F’=1

F’=0

F=2

F=�

87Rb

14

���� �������� ������� ��MOT� ��O�������tC��?4A��� � �¡¢£¤%¥¦%§¨p%�©�ª«¬­��®¯i1i 11�°B�

­�±�t��#$%&'NO�²'³¢´µ�"5

FBF MBgE 0µ=∆ [­u¶NOMF�"_4#$%&'NOJ*·B��GG�¸F��¹º��B0�­��

»Y�¼B�½'¡­��MF�-F,-F+1¾¾F-1,F��1[�� ª«¬­���O��"_4­��»Y B0J¿��;U�ª«¬­�±�t��#$%&

'*·��ÀEÁO����34¿���G�ª«¬­��t�ÂÃ��²'³¢*·�Ä�1i 12�°B�

Å

Æ

���� 11� ####$$$$%%%%&&&&����''''((((!!!!����������������))))****++++,,,,----....xz////00001111 G�i��ÆÅÇÈ��­��Ä��V°3;�hÅÉ�S34ÊËSÌ����l i�Ä��M��¨p%�±Í1E�Q*�±�1t��[_;ÎÏÐ1[�[�

t�ÂÃ���G�­��t��ÑÒ1(Ó��Æ�Ô�Å�S34QÕ�Ö×B

�ØqÙ%�[V�Z��hÅÉÚ8�VÑÒJÛl

15

GG��t�J F=0��67<�1ÜÝ34 F’=1����B����Þ�MF��

��B�6�ÜÝB�<��­��SB�ßà<�ÊËÚ8�"_4c��� ÜÝB�ßà<�ÊËÚ8[­u¶NO�()��?4�áâ�i 13�°B"H����

G�ÀMF=ãä�à<1å�

à<�ÀMF`æä�à<1å�

à<[fg� MOT��G�²'³¢*·[å�

à<�å

à<1çV�èP34?��SÌé"5ÆÉÚ

8�V��?4êëB�� MOT���G�ª«¬­��ÆÉÚ8ì67å�

à<�a67å

à<1=>3�áâ�i

F=0

F’=1

MF=1

MF=0

MF=-1

MF=0

E

���� ­�ØqÙ% ��LxY B(x)� x�S34QÕ

ÀE(x)=-g1¼BB(x)

ÀE(x)=g1¼BB(x)

���� 12� 2222****++++,,,,----33334444555566667777����88889999$$$$::::;;;; ¹[34 F=0[ F’=ä���1íB

­��Ú8 ÀMF`æä

ÀMF`ä

���� 13� <<<<====>>>>����????@@@@AAAA����BBBBCCCC����,,,,DDDDEEEE��������FFFFGGGG <�îïÚ81ð,��Q-.�ßà<�ÊËÚ81�Q-.�

2�3;�ÀMF 1cºB���­��Ú8�SB�ßà<�Ê

ËÚ8����/'0'�îïÚ8���7�?�

16

14�2Y��"H�<ñWX1�G34?��

G�i�ò4�E5�å

�"�WX�Æóô�õö"5Æ÷ô�õö�øHJ#$%&'

NOùJLx?�å

�Û����"_4ú��/'0'�#$%&'1ûY?øH�#$

%&'���Z4 �[�å

�<�Æ÷ô�õö��Vt�1�YZ�å

�<�Æó

ô�õö��Vt�1�YZ�G[����/'0'�îïÚ81üÓ�[G�7�ý

þ©PJt��Á;7B��t��86H�[�_4?��G�O����J����

?4t�1Ù���±��U4 ������ ���i 15�"H�����Ù���B�G[����

F=1

F’=2

MF=1

MF=0

MF=-1

MF=0

E

HHHH

������

å

� å

���� 14� MOT����IIIIJJJJ����AAAAKKKK��������[1] �,�-.�å

�"�WXh��5 F=0,MF=0 67 F’=1,MF=-1 ��WXl��5��,�-.�å

�"�WXh��5 F=0,MF=067 F’=1,MF=1��WXl�����Q�-.�2�3;���@AB�CD67WXJø[ Þ

�G7�?G[1°34?��

17

å

å

å

å

å

å

­�ØqÙ%

���� 15���� MOT����IIIIJJJJ����,,,,----����????@@@@AAAA

x

y

z

18

2. LLLLAAAA����<<<<====������������!!!!MMMM$$$$GGGG �%�/'0'�"H�»���?/'0'1t��ýþ©PYZ�[��<�ÜÝ�"

�p�¢)J�G�[��Y��� � �;�G���%�/'0'�<��"_4WX]^�±ùNOJ��B�����

�p�¢)/'ÙJ����[��Y���

3. Photoassociation

������������������������

������������������������

���

��

���� 16� LLLLAAAA����NNNNOOOO������������!!!!MMMM$$$$GGGG[3] ��i��ä<�ÜÝ�"_4WX]^�±ù�J��B�;U�

p�¢)�/'Ù��?[��Y����i��Û�p�¢)�/'

ÙJ����[��Y���

19

PPPPQQQQPhotoassociation Photoassociation�"�*������?4���êëB�� � �i 17�Mt��#$%&'NO[t�ù�9����®¯i1íB�

Photoassociation [�������ú��t�1�����NO�<�YZ���@�����"_4����*����NO� decay YZ�G[�����*�1��� ����

Photoassociation B��t�ù�9J¿����WXB�!"�t�ù�9J9��[*��[t���{����«�5JûY���;U�����"_4�t�#�

�����

��

����

�����

�������

���� 18���� Photoassociation

�����

��

����

�����

�������

���� 17� RRRR3333������������������������E���� VS���� 3333����SSSSTTTTUUUU R �Q�Mt��t�ù�9[#$%&'�����5��Q�út

�*����NO13U34?��

20

��?[x� Photoassociation��*����NO���x�!"�$F������ [4]

21

������������

4. VVVVWWWWXXXX 4��� ����� %�&� ?4MOT�;U�P?;'(£)¢*'1i 19�°B�

Lx�+67�����1 �B�;U� CoolingP/'0'[ RepumpP/'0'1=>3�ûY�+� ProbeP/'0', Photoassociation(áâ PA)P/'0'�p�¢)P�%�/'0'1=>B���P?;��;�Kt�[ Rbt��¡%-./0�1¢o'1P?4£)¢*'I�2=3;� � ¡%-./0�1¢o'�i 19�£)¢*'�3'�4QJ5wY�4?�6*�7�Y�4 5�áâ�)ñ891�GBG[�"_4t�uv1��YZ4?�� -.:¥;2<=l+Ca>2K+CaCl2 %?@:¥;Rb2CrO4[A�B St101hZr84%,Al16%l�C�D1EB�

���� 19� %%%%YYYY$$$$ZZZZ[[[[\\\\� G�£)¢*'��F¢/�G��5�I6�p�¢H¢��"_4��'(�I;�4?��

h'(�;J10-9torrl�;G�£)¢*'��Lx�+ ICF70 JK��ûY�+ ICF34 JL�7�Y�4?��Lx�+��{|KôôJMôônm �<�;U�N8>¨'ÙhAnti Reflection CoatlJOY�4?��

22

i 20�£)¢*'�/'0'1=>34?�Ä�1®¯i�°B�

Cooling &Repump�����

dispenser

Probe����

�������

� !"#$%

� &"#$%

£)¢*'1P(67ò;i

PA����

���� 20���� %%%%YYYY$$$$ZZZZ������������]]]]^̂̂̂____`̀̀̀����aaaa������������

23

4�� ���� �� ��� �;�­�1 �B�;U�¨p%��QQ1P?;�[5] áâ�¨p%�RÄ��?4A�� ¨p%G©�P?;QQSH.¡TUpTUVWQQhXäYZ[[l ¨p%�\x�SMLô\x ä]^;5�\x�SäK\x

G�¨p%�"5�Cooling/'0'�_`B�õö��áâ�¯�2�Y��­�abJ��B��

)/(7.4)/(0468.0

)/(3.9)/(0932.0

cmGmTx

B

cmGmTz

B

x

z

==∂

−=−=∂

hÅÚ8�c�Ú8�Æ�ÔÚ8�+ÇÚ8��5�ÅÉ�S3ÊËSÌ����l i 22�¨p%1£)¢*'�7�34?�Ä�1°B�

�� 16 ��

2.4cm ���� 21 ((((������������������������

QQ 15.5] 2.3 cm

24

���� 22� %%%%YYYY$$$$ZZZZbbbb����((((!!!!����ccccdddd....A1111 d��#Hef1P?4g©3;hhil[$@1

P?4¨p%1£)¢*'�jº3;�

���� 22���� %%%%YYYY$$$$ZZZZbbbb����((((!!!!����ccccdddd....B1111

25

4�3� ���� ����P?�/'0'�áâ�"H�34 �3;� � k=lmhExternal Cavity Diode Laser;n6o�pqr2v/'0'l67�/'0'hMaster /'0'l1d��s%I�<t��;� Rb t��=>3�tuÜÝ*<1P?;v0'U*�q�"_4i 23 �±��?-.�°Bw{��x�q3;�hK t�P� Cooling P/'0'[ Repump P/'0'�dy� ECDL 1P?�Rb t�P�CoolingP/'0'[ RepumpP/'0'�¿�� ECDL1P?4z{�w{��x�q3;�l

0 GH34�;/'0'1���� Injection LockhSlave/'0'l�TAhTapered amplifierl1P?4/'0'�����'1ÖR3�AOMhAcousto-Optic Modulator;�����

1P?4 ECDL �x�qY�4?�w{�67 MOT � ?4|}[Y��w{��()YZ;� áâ�i 24���®¯i1����

34Mhz

6.9Ghz

157Mhz

266Mhz

780nm

F=0

767nm

39K 87Rb

�P3/2 �P3/2

�S1/2 �S1/2

Repump laser

���� 23� ECDL����IIIIaaaa����eeeeffff"""">>>>����gggghhhhiiii

F=1

F’=3 F’=2 F’=1,0

F=0 F=1

F’=3

F’=2

Cooling laser

F’=1 F’=0

462Mhz

26

áâ�GG�P?;~��"�/'0'����1íB jjjj 1���� Slave������������kkkkllllmmmmnnnn ���������� �� �����

��������� �� �����

����������� ��� �����

jjjj 2���� AOMoooo������������gggghhhhiiiiFFFFGGGG 41K Cooling � ��������� 41K Repump � ����������

41K Probe � �� �����87Rb Cooling � �������� 87Rb Repump � ������87Rb Probe � ����������

jjjj 3���� TA������������kkkkllllmmmmnnnn ���������� �� �!"��

��������� "� �!"��

����������� !"� �!"��

jjjj 4���� AOMRRRR������������gggghhhhiiiiFFFFGGGG 41K Cooling � � #�����

41K Repump � � � ������

87Rb Cooling � � #������

����

����

Slave laser TA AOM�

£)¢*'=>Ð

AOM�

'()*+ TA$%�,�-./0

'()*+ 1234�$%�,�

-./0

PD

���� 24� ������������mmmmppppqqqqUUUUrrrrqqqqssssttttGGGG Rb�Repump/'0'��34���'J��øÞ|}�?;USlave,AOM1,TA��P34?�?

27

£)¢*'=>Ð� ��?'¥��L[*�1i 25�®¯i�°B�

jjjj 5���� MOTAAAA����kkkklllluuuuvvvv....wwwwW/cm2

1111 < CoolingP/'0'� � ��!�

< RepumpP/'0'� ! ����

Rb CoolingP/'0'� !����

Rb RepumpP/'0' ���

1/2

1/2

1/4

1/4

1/4

1/4

1/8

1/8

1/8

1/8

xy

z

�����

��

��1/2

�� �

�/4 ���

�/2 ��� PBS

���� 25� ��������������������������������

�/¢�hf=-50mml���/¢�hf=500mml1P?4?'¥�1 11��B�"H�<ñÐ1 �3��/2 à<h[?'¥e�'�1P?4?'¥1K%�*�3�K@�=>�}�/4à<h�4ßà<[3;� �µ�?'¥�� 4.0cm����5���'#��2Z�°B"H�7º3;�

28

5.Detection 5��� � ����� %�&�� MOT ±�t��*�1p�¢)B�;U��%�/'0'[34�YAG /'0'�,~/'0'�ú�1P?;� jjjj 6���� xxxxyyyyzzzz������������{{{{���� [6] {|� � � � � � � � � � �� !�����

#$%&' � � ��!�$� �%�R � � �#!�%���QR � ����#���%�w{�h@��'l � &���'(

!�%��)�

#$%&'�ºé � (��!*� � �

��'�ºé � � (!�*� � �

� YAG/'0'���'��?4 %�&� ?4�MOT�=>B��%����'�LxB��[£)¢*'I��+�Â�3;t���p�¢)343�?�MCP ���Y�43�H;U�MOT I�p�¢1��B���[���"_4 YAG/'0'�����I�1.0-1.5[J��1���¢�34MOT�=>3;� � �;�� YAG/'0'���'h�%�#$%&'l���o�p±�H¢�<1=>B�eùhQ switch delayl ���34()B��áâ�i 27�����é1í34 ��

���������������

��

��

��

� �� ��� ��� ��� ��� ���

������������������

��������

���� 26� YAG������������kkkkllll....kkkk����||||����������������1111

29

,~/'0'�RÄ � ,~/'0'�YAG/'0'�"��%�1i 27�®¯i�3UB"H�� ��?���{|1()YZ�QR1��3;�%�/'0'����

� %�&��P3;,~� Rhodamine 610[ 6401C�3;D��5��������{|R� 594-629nm��5�605nm�»���'q1[��� �;�}A�CD67����»�J 1.0-1.5[J�����"H��=�B� YAG/'0'�»�1:�3;� �%�/'0'JMOT�±Í�=>B�"H��ì¨p%�"�­�1P?4:�3;�

� � �

 

T�' 5�6�78/9�

��

From YAG

���� 27���� }}}}~~~~������������������������ [5] ������,~s%��5�YAG67��%�J=>Y��[,~±�4�J�Y����,~j¡�{|R�<1����B�� �� Grating�"_4�� �������H��QR¢ 0.05£[-1h{|�"_4(�l�{|1¤¥�3���,~s%�¦34?��,~s%���Y�;4�J����~��[x��§º�{|

�<J=>Y��[���<[ �s{|�<1¨2��B��"_4��� �"_

4¤©Y�;{|�<1¨2��34 5�������"5¨2��Y�;�%�1

dsf�F¥�ÖLYZ4��34?�� � "_4,~/'0'�{|� � Grating����"_4¤©B�{|��5�G��,~67����Y��<�{|�R�±�¤©�x�PC 67���1¨¢Ùx'%�ª�"H��_4?��

30

������� �����

���� 28� kkkk����||||��������������������((((!!!!���� C«�A�;"H� MOT �±Í�­�Jô[�������"_4�ì¨p%�4¬1¨¢Ùx'%B�G[��­��ô�1�:�B

�G[J�x��

31

5�2� ��P�� ����� ����� !"�#�$%& 5Y2Yä� �=­�R®V[RÄ %�&��p�¢1��B�;U�MCPhMulti Channel Platel1P?;� MCP1i 29�3UB

i 29�°B"H��=­����£)¢$%1¯��G�£)¢$%�=>B�p�¢14u°Ò�ÖRB�±�����i 29hlower partl�"H�=�²���² 2��4¬�4³´

1µ¶B�[£)¢$%I�4�J��²�86H4OabJ����£)¢*

'I�Áp�¢JMCP�86H4OabJ��B�� G�4Oab�"_4p�¢�MCP�·xÂ�7�£)¢$%�=>B��p�¢J£)¢$%I��^;�[¸��ú�4�J��Y���G�7�ú�4�¹�4Oab�"

_4��²�׺Y��J7I��»¼3��;¸��ú�4�1��YZ��G�"H

�34�MCP�p�¢����¹3£)¢$%�|Y�S34½�����Ö�Y��4��¬�1��B��

���� 29���� MCP���� [7]

32

5Y2YM� 41K� 87Rb � TOFhTime of Flightl �%�/'0'=>e¾67�p�¢JMCP�¿�3p�¢��°ÒJÀ��e¾���eù�"_4��p�¢�yz1§ºB�G[J]^���� yÄ�4�E�±�Á�[�DvJ4 e1Á_4�9L1X�B�eùÃ1ÄÅB�[�

eE

mL2=τ [�5�Á��ÇÚÆ��¹B�� 4�Jyº��?[34Á��û�Çù��?4üÓ�[4�Jyº[V�Z���Ã�

[�ÇÚÆ��¹B�� 5Y2YÈ� MCP�Ép¢§é i 30�MCP�Ép¢§é1°B�GG�?HÉp¢[�p�¢y�J£)¢$%�=>3;[x���£)¢$%67��Y��4��Ê��G[����

i 30�"H�µ¶4³JÖ×B�[4�¹J£)¢$%I��g�6_;[x���Y�

���� 30� MCP��������!!!!$$$$�������� [6]

33

�ú�4���ÁÖ×B�;U�Ép¢JÖ×B�� G�Ép¢�yº�����dsµ¶4³�Ái 31�"H�½�����Ë7�x1¯��

"_4�¸��£)¢$%�p�¢J=>3;�y�y��£)¢$%67��Y�;

4����Ë7��;U�p�¢J=>3;£)¢$%��1°Ò4³h�4�£)¢$

%67��Y�;4���"5c��l67ÌÍB�G[��ª�?� Ö�Y�;4�¹J£)¢$%I���yºáP�#��ÎB�[�4�dÏ�8��´

µ�"_44�JI��g�6_4Á��áP�ú�4�J��Y�����[?HÀÐ

J�G�� "_4�µ¶4³JLx?h2kVÃ�l�e��Ép¢�i 32�"H��'q1¯����Ë7�x�ûY����

G�Ñ'U1-:¢F0¢�Ñ'U[fg Û�µ¶4³J�?ehJ1.3ÒVl�Ñ'U1¡Óx�Ñ'U[fg� -:¢F0¢�Ñ'U��Ép¢�Lx����Ë7�x�ûY?;U�°Ò4³67p

�¢J=>3;£)¢$%��1ÔÕB�G[J�ª��"_4�y��£)¢$%�M

�áP�p�¢J=>3�?�Ö��=>p�¢��1°Ò4³67ÔÕB�G[J�ª

��

���

��

���

���

���� 31� ####����eeee����������������IIIIJJJJ��������!!!!$$$$����������������CCCC

���� 32� ��������$$$$��������$$$$����������������IIIIJJJJ��������!!!!$$$$����������������CCCC

34

5Y2YL� �&� ��MCPÊ×Ð �&��G�Ö�Y�4��Y�;4�¹1��B���i 33�"H�Ê×1P?;�

G�i�°B"H��Ö�Y�;4�¹1¨¢/¢o�Ø�1µ;BÙÚh�ÛÓ�50Ü�ÝÞ�¬B�G�ÝÞ�4O`�eù()1p�¢���°Ò[34ß5�3;� ¹ÓË-:¢F0¢�Ñ'UhÉp¢� "�

6105× l� ?4�y��£)¢$%�

p�¢J=>3;[x�f�Ó%�LxY1ÄÅB�[�

mVpF

e

C

QV channelsignal 7.1

460

105 6

1/ =××== [�5�MCP��Bàp�J�[V��������-:¢F0¢�Ñ'U� ?4Áp�¢�f�Ó%1ázB�G[�âã���� G�äå1q.¡B�;U�$8ËÖRÊ×hi 34l�"_4G�f�Ó%1ÖR3�x'��v0%��"_4àp�1����-�ÙB�G[�3;�

460pF

50Ü -2kV

Ö�Y�

;4�¹ MCP

$8ËÖRÊ×

x'��v0%�

���

���� 33� MCP������������

-100V

35

� � � � � � � � � � � � � � � �P3;x'��v0%� � � � Mini-circuit 155� hæGçl � � � � ÝÞ�;50Ü � � � � w{�èö;DCæ1.9MHÅ G�ú��Ê×�"�°Ò�(éé��?4�êë�&� ?4:��� �;��=­67�°Ò�¡¢��x'��v0%��(éé�C«�ÔÕ1Âì�í3

4 �� i 35�£)¢*'�7�Y�;MCPÐ�3'1°B�

���� 34���� ������������mmmmpppp�������� $8ËÖRÊ×��¬4³�SB�Ép¢h7Ä�l;2169

1kÜ

50Ü

47k

1kÜ =�4³

�1¡¢� AD829

47k

50Ü

���� 35� MCP��������[[[[\\\\

��4³

36

5�3� '()�*�$+, 5.2�A�;"H�p�¢��°Ò��eùRJ��;U�y���%��"_4p�¢)Y��t���*��1ÔÕB�;U����eùè�í_4��°Ò1îÅ3;�1P

?�|}J��� @AB��&� ?4��%�/'0'�{|1()YZ���|eùp�¢)��1ï

?w����°Ò1ïCB�|}J��;U��7�;f�Ó%1���­=�ïCB�

Äðf�F¥1 ñ3;� i 36��� ñ3;f�F¥�®¯i1°B

p�¢��f�Ó%�òól¨¢*'��"_4/@�%°Ò�[o¢�.¢�Y���

ô¨¢�ß5õ������%�/'0'�y61vöÙ/0Fq�'�"_4Äð3��

�f�Ó%�"_4�ß5õ÷òól¨¢*'��Ù.d16��� ��5�PC���%�/'0'J�>Y�;e�hãdelay timel67cU7�;eù�f�Ó%J/@�%)Y�4ß5õ���G[���� Delay time� �o¢�.¢�w{��Ù.d4³�Þ� PC� ?47º�x�� �P3; A/D¨¢*'�hPCI-5112l�RÄ1áâ�íB jjjj 7���� A/D(((($$$$ZZZZ��������{{{{���� [8] =�£)¢$%�� ��

=�øù� ���������

=�p¢�'ú¢

��

�������

o¢�.¢�w{

��

�������

MCP� ��°Ò4³

�%�/'0'

�y6� PD4³

8bit� A/D¨¢*'�

Ù.d4³

[34=�

PC

���� 36� ������������||||����''''����������������

37

PC�� Labview1P?4G�/@�%°Ò1ïC3;� Labview�vx¢Ù�$%��x�qúp¡��¥67���x��¥���� vx¢Ù�$%[�û'0'p¢�'vü'���5�Äð�|}�ýþ1=�3;5�

Äð3�ïC3;�µ12°B�:0¢U:���� �x�qúp¡��¥[�vx¢Ù�$%67=�Y�;ýþ[ÄðY�;/@�%°

Ò1�Võ �5�ïC34vx¢Ù�$%���3;5B��x��¥1vx'£)'

Ù¯�2°B�Á����� i 37�i 38���� �3; Labview�x��¥�vx¢Ù�$%[�x�qúp¡��¥1°B� vx¢Ù�$%

���� 37� Labview ����eeee$$$$����kkkk��������

î*B�eùè1

½ºB�

î*3;ÄÅ�1

2°B�

ß5õ��;°Ò

�{Õ12°B�

38

�x�qúp¡��¥

G��x��¥�"_4�%�/'0'J��õ�����/@�%°ÒJMCP67A/D¨¢*'��"_4ß5õ�����I�cU7�;eùIhp�¢�°ÒJò7��e

ùèl�°Ò1îÅ3;�[��;��e����£)¢$% 2 �=�Y�4?�4³��1#qs%v�p%��xõ÷�hG�£)¢$%M� DFB /'0'�{|1cU�v�¢qf�¢@ü$/'��4³1=�34 �G[��PA�*<1ì!�ïHG[J�ª��l

���� 38� Labview���� ����eeeeffff""""����!!!!####��������''''

39

��������

�������������������� ���������������������������� ������������������������������������

    ¡¡¡¡ äp�¢JMCP�=>Y�;�MCP67��Y��°Ò�

RC

tt

eC

Q 0

0−

− �2�Y���GG� Q0� MCP �Ép¢��5�C � MCP I�ÙÚh�4u���R��P3;ÝÞ�ÝÞ�����hi 33jklG�°Ò�r�R� RC`23nsec���� �;�G�°Ò�î*��

RQdteC

QRC

t

00

0

=−∞∫

���� Y7� N0�N1�N2Ê�p�¢Jeù�� �4 MCP�=>3;���MCP67=>Y��°Ò�

......210

020100 +++−

−−

−−

−RC

tt

RC

tt

RC

tt

eC

QNe

C

QNe

C

QN ���[üÓ7���GG���0��1��2¾¾�����p�¢JMCP�=>3;e¾���� G����MCP 67��Y��°Ò�î*��hN0+N1+N2+lQ0R ���[üÓ7��� MCP �=>3;p�¢��1�&��7����°Ò67ÄÅB�;U���MCP 67�°Ò�î*�hN0+N1+N2+lQ0RJ$8ËÖRÊ×�x'��v0%��"_4Þ�"H�(éY�4?�61�|}J���"_4� �êë�&[34G�7�°Ò�

î*��(éé��?4�&��:��hC«���Âìä� ?4A��l ¢¢¢¢££££¤¤¤¤¥¥¥¥ v�¢qf�¢@ü$/'�1P?4©_;°Ò1ú��Ê×1�����?�Ê×�=

�3���°Ò1Z�È�êë3; labview�x��¥� ?4 ð3;� =�°Ò[34�áâ�"H��%�°Ò1P?����Y[�%��1()YZ���

°Ò�î*�h50Ê�Ç��l�()1íì3;�

40

¢¢¢¢££££¦¦¦¦§§§§ =�°Ò[34

1=�3;[x���°Ò�{Õ�i 40 �"H��_;�

30nsec 30nsec ���� 10mV

1J5�%�

���� 39� ^̂̂̂¨̈̈̈©©©©ªªªªhhhh«««« �%��ä��%�� 10,20,30,40,50mV [()YZ��%�� 10[V ��%��1,2,3,4,5[()YZ;��%�4³ 10m´áâ�����àp����4 ð�x�6_;�

10-50mV 30nsec

30nsec 20nsec

10mV 30nsec

41

�;��Y��%��1(Ó;e���°Ò�î*�1 50Ê�í5Ç�3;�µ1�x�Ù3;Á�1i 41,42�°B

� �� �� �� �� �� ��

�� �������

���

�����

�� �����

���� 40� ����¨̈̈̈©©©©ªªªªhhhh«««« �YJ 90mV�r�RJ¢ 2¼secøÞ��_4?��

���� 41� ������������mmmmpppp������������eeeekkkk||||��������������������kkkk����||||FFFF¬¬¬¬����­­­­....®®®®¯̄̄̄1111

42

��

��

� � � � � � �

�� ����� ����������

����������

�� ���

°°°°±±±±���� �&�µ67��&��P3;G�$8ËÖRÊ×�x'��v0%��G�°Ò�î*

�1QÕ�(éB�[üÓ7������¹º�� 54.8�4.0[�����V�Âì� ��C«�ÔÕ�"�[G��¹º��$8ËÖRÊ×�Ép¢2200��3���� ���J�G�Ép¢��¬4³�SB�Á���5��&� ��°Ò�SB�Ép¢[�

¿��[üÓ7��� "_4��&��7��°Ò�î*� S�áâ�¯��Ó7���

RNQS 0)0.48.54( ±= GG� N�=>3;p�¢������� �;-:¢F0¢�Ñ'U�� Q0R`5�106

�1.6�10-19�50=40�10-12(V¾�)����

G�1�=B�[� )(10)16.019.2( 9 sVNS •×±×= −

[2�Y��� áâ��&��G�1P?4��p�¢��1ÔÕB��

���� 42� ������������mmmmpppp������������eeeekkkk||||��������������������kkkk����||||FFFF¬¬¬¬����­­­­....kkkk����||||iiii1111

43

���������������� MOT ���������������������������� ����     ¡¡¡¡ %����Ï�MOT±�t��*��p�¢)���"�*<1ïHf�F¥1 ñB�G[����� �y����F����&[34�MOT±�t�1p�¢)3���B��&1ï_;� ¢¢¢¢££££¤¤¤¤¥¥¥¥ �%�/'0'[34�,~/'0'1�P3�p�¢��1�V;�,~/'0'��

&Ð�}A3;"H��{|](��%�/'0'��5�p�¢)[�%��{|��

�1:��G[J�ª�� �& � 596nmæ606nm�øù���°Ò1ÄðB�;U��� G�,~/'0'�{|1 600nm�7º34MOThK�V�Rb�V�K,�Rb�Úl� 10Hz�=>3�MCPÐ67�°Ò1�fx�¨'��Äð3�àp�1�7B;U� 128 Ê�Ç�°Ò1 ð3�íì3;� ��p�¢�1ÔÕB�;UMCP�-:¢F0¢�Ñ'UhMCP�µ¶4³ 1.9k´l�P?;� ¢¢¢¢££££¦¦¦¦§§§§ 41K[ 87Rb�deMOT� ����°Ò�áâ�"H��7�;�

���� 43� 41K²²²²87Rb����MOT����IIIIJJJJ����}}}}~~~~��������....600nm11117777����!!!!MMMM$$$$GGGG³³³³����

�'q� �'q�

�'q�

44

41K�V�MOT� ����°Ò�áâ�"H��7�;�

87Rb�V�MOT� ����°Ò�áâ�"H��7�;�

41K�87Rb� MOT�p�¢)� ?4��%�/'0'=>e¾67 23¼sec@�33¼sec@�47¼sec@��'qJ�7�;� 41K�V� MOT�p�¢)� ?4��%�/'0'=>e¾6723¼sec@�V��'qJ�7�;�G��'q�

41K[ 87Rb�deMOT������Lx��_4?;� 87Rb�V�MOT�p�¢)� ?4��%�/'0'=>e¾67 33¼sec@�[ 47¼sec @��'qJ�7�;�G�7��'q� 41K�87Rb� MOT �������Ú[ÁLx��_4?;�

���� 44� 41K����´́́́����MOT����IIIIJJJJ����}}}}~~~~��������....600nm11117777����!!!!MMMM$$$$GGGG³³³³����

���� 45� 87Rb����´́́́����MOT����IIIIJJJJ����}}}}~~~~��������....600nm11117777����!!!!MMMM$$$$GGGG³³³³����

�'q

�'q! �'q"

45

°°°°±±±±���� i 43�44�45 � ?4�%�=>e¾�ò7��Lx�°Ò��%�/'0'�<�JMCP �"_4��Y�;Á�[üÓ7����%�=>e¾67 23¼sec�33¼sec�47¼sec @��'qJV7��J�G�eù��� 41K�87Rb�87Rb2�Á��ÇÚÆ��#

41;#87;#(87�2)$7;10;14�ø%�&3�23¼sec@��'q� 41K�V�MOT�41K�87Rb��MOT� ��p�¢)�ò7��33¼sec@��'q[ 47¼sec@��'q�

87Rb�V�MOT[ 41K���Rb��MOT� ��p�¢)�V7��;U�G��'q�����

41K�87Rb�87Rb2�p�¢��°Ò���[üÓ7���

G�7�p�¢�S34��p�¢�1ÔÕB�[2�"H���� jjjj 8���� µµµµ¶¶¶¶""""����IIIIJJJJ����³³³³����!!!!MMMM$$$$iiii����····¸̧̧̧¹¹¹¹ºººº ���� ����

��

�� �� �������

�� �� �����

�� �� �����

�� ���� �����

� ���� �����

!� �� ����

"� �� �����

GG���Y�; Rb2*��i�°B"H�MOT�/'0'�"_4 PhotoassociationsY�;Á�[üÓ7���

41K � TOF 87Rb � TOF

87Rb�� TOF

���� 46� 41K&87RbMOT����IIIIJJJJ����}}}}~~~~��������(600nm)7777����!!!!MMMM$$$$GGGG....»»»»¼¼¼¼1111

�'q� �'q� �'q�

�%�/'0'�"�°Ò

46

��cm-1�

5S+5S

5S+4D

0

16500

12000 5S+5P

���� 47� Photoassociation������������ Rb2����½½½½¾¾¾¾

47

���������������� K ������������Rb �������������������� ������������������������     ¡¡¡¡ ��p�¢)���"�*<1ïHf�F¥� ñ1ï_;� p�¢)���"�*<[��C«�A�;"H��p�¢)´"J����p�¢)/

'0'�{|1ò���G[���� 'ª�� KRb� ?4*<1�ïB���(3;{|�øù� 600nmÂà 10nm���øù����G�øù1)ù��:��;U���%�/'0'�{|1��QR 0.1cm-1

áâ�ù*�()YZ�MOT �=>YZ4+�G[J|}[���G�;U�6000 ÊáP�p�¢)��1ï?���p�¢��J�?[x��%�'/'0'�{|1ò��

���Ë?��?G[���� G�Äð1���ïH;U� 5.3�}A3;f�F¥1 ñ3;� �34��f�F¥��©1�,B�;U��f�F¥1P?4MOT±� Kt��Rbt�� 596nmæ605nm�øù� ��*<1�V;� ¢¢¢¢££££¤¤¤¤¥¥¥¥ ,~/'0'�{|1 599nm67 605nm�� 1276-6�4()YZ���10Hz� K�RbMOT �=>3�.�;���ù�5.3�A�;Äðf�F¥1P?4��&���7�;M���'qhK,Rb� TOF�ý^B�eùl�î*�1íì34?_;� �;�����t��V1p�¢)��B�;U�i 48 �°B"H�úp¡��¥���%�=>e�TOFù� ��MOT�/'0'1/5�MOT±�t�1�����0Ó;�[9]

Flash lamp

Q-delay ������

TOF� 30-40�sec

Cooling & Repump laser off 150 sec Cooling & Repump laser on

0.1 sec

���� 48� ��������������������������������Cooling & Repump laser ���������������� ����

48

G�e��%�/'0'���'�áâ�"H�()34?;� jjjj 9���� kkkk����||||������������hhhh¿¿¿¿���� v.s���� kkkkllll #$%&'(� )*�%'+(�

�,,� ����

�� ����

�� �-��

��� �--�

��� �-��

��� �-��

��� ���

¢¢¢¢££££¦¦¦¦§§§§ {|�S34î*�1�x�Ù3;Á�1i 49�50�°B�

���� 49� K::::AAAA¦¦¦¦§§§§

49

GG��12��/'��� ��{|h1l�áâ�¯� ?43U4?�� {|(n)=596+10�n/12737 h12737��/'������l =>�%�Jáâ�{|�[x��Kp�¢�Rbp�¢���°ÒJLx��_4?�G[J�6�� jjjj 10���� K����!!!!MMMM$$$$GGGG��������ÀÀÀÀ®®®®aaaa����ÁÁÁÁÂÂÂÂÃÃÃÃ����^̂̂̂____kkkk����||||����hhhh¿¿¿¿

��(nm)�������

� � �

�cm-1��

2 �����

� � �

�cm-1��

602.799� ��-,���� ���-����

jjjj 11���� Rb����!!!!MMMM$$$$GGGG��������ÀÀÀÀ®®®®aaaa����ÁÁÁÁÂÂÂÂÃÃÃÃ����^̂̂̂____kkkk����||||����hhhh¿¿¿¿

��(nm)�������

� � �

�cm-1��

2 �����

� � �

�cm-1��

599.234� 16687.97� 33375.95�599.8974� 16669.52� 33339.03�600.6849� 16647.66� 33295.33�601.6301� 16621.51� 33243.02�602.8007� 16589.23� 33178.46�604.181� 16551.33� 33102.66�

���� 50� Rb::::AAAA¦¦¦¦§§§§

50

°°°°±±±±���� K �4yp�¢)#$%&'� 35010cm-1

��5�Rb �4yp�¢)#$%&'�33690cm-1

���� 600nm ��/'0'�y<�^;5�#$%&'� 16600cm-1

�������h1nm�;5 "� 60cm-1

lK�Rb[Á� 3<�ÜÝ�"_4p�¢)Y�4?�[üÓ7��� áâ�i 51�� Rb�p�¢)5×��?4°B�

C«�A�;"H���<�6��"�p�¢)�±ùNOJ��B����p�¢)/

'ÙJ����[��Y��� "_4�i"5�2<��#$%&'J Rydberg��#$%&'�y��ý^B�[x�p�¢)/'ÙJ����[üÓ7��� áâ�2�

��K�87Rb�G��&� ��*<øù�7���#$%&'NO1°B� jjjj 12���� K���� RydbergÄÄÄÄÅÅÅÅ [10] 8�� 33178� (cm-1)� 33178.55� (cm-1)�10�� 33214� (cm-1)� � �

Rydberg�

4D(19356cm-1)

5Ph12817cm -1l

5Sh���l

p�¢)�

~16600cm-1

~16600cm-1

���� 51� 3AAAA����NNNNOOOO������������ Rb����!!!!MMMM$$$$

� #$%&'h89�l #$%&'h%�&l

51

jjjj 13���� Rb���� RydbergÄÄÄÄÅÅÅÅ [11] 15�� 33102� (cm-1)� 33102.66 (cm-1)�16�� 33180� (cm-1)� 33178.46 (cm-1)�17�� 33244� (cm-1)� 33243.02 (cm-1)�18�� 33295� (cm-1)� 33295.33 (cm-1)�19�� 33338� (cm-1)� 33339.03 (cm-1)�20�� 33375� (cm-1)� 33375.95 (cm-1)�[Rydberg] G�1�&�µ[ò���[��&�µ��äcm-1

�øù�y&34?��G��/�t

:�,~/'0'�{|()Jeù�S34QÕ�;�34?�?]^éJüÓ7���

<@{|Ä1P?4=>B�|}J��� �;�K �*<�µ� ?4�10s ?@�S9B��'qJò7��?�G���8d ?@�S9B��'q���4 10s?@�S9B��'qJ[4ÁûY?;U��G�i 49��àp�����43�_4?�[üÓ7��� "_4�/'0'���'1 1.1mA[3;�� 602nmwB�*<1C¥ï_;� áâ�i 52����µ����

"_4áâ�{|� ���'q1!DB�G[��E3;�

� #$%&'h89�l

���� 52� 41K���� 10ÆÆÆÆ]]]]ÇÇÇÇÈÈÈÈ

#$%&'h%�&l

52

jjjj 14���� K����!!!!MMMM$$$$GGGG��������ÀÀÀÀ®®®®aaaa����ÁÁÁÁÂÂÂÂÃÃÃÃ����^̂̂̂____kkkk����||||����hhhh¿¿¿¿���� ÉÉÉÉ����RRRR

��(nm)�������

� � �

�cm-1��

2 �����

� � �

�cm-1��

602.144� ������� ��������

"_4 10s?@�S9B��'qÁ!DB�G[��E3;[?Ó�� jjjj 15���� K���� RydbergÄÄÄÄÅÅÅÅ....»»»»¼¼¼¼1111 8�� 33178� (cm-1)� 33178.55� (cm-1)�10�� 33214� (cm-1)� �������� (cm-1)�

G�7��'q� ����p�¢��áâ�"H�òîÁ�G[J�ª�� jjjj 16���� K����::::AAAA����IIIIJJJJ����³³³³����!!!!MMMM$$$$iiii -.� ��-�

� �-����

jjjj 17���� Rb���� RydbergÄÄÄÄÅÅÅÅ �.� ���,��

�.� ,�����

�.� �������

-.� ������

,.� �������

�.� ��,����

� ��p�¢�

� ��p�¢�

� #$%&'h89�l #$%&'h%�&l

53

������������������������������������

�&���µ67��&�� ��;MCP°Ò��'qJMOT±�mnt��p�¢)��°Ò���G[JF¯Y���"_4%����Ï���MOT±�mnt��p�¢)�����E3;[GÓ�� � HI�J7�Rb*���?4�mnt�uv�p�¢)��J°B��%��{|�SB���é1!DB�����J7�6_;J����G�67�Kå[��� � Y7�L��Ï[34�<M�1P?4��3; K-Rb*�1�%��� �3;p�¢)���f�F¥�"_4��B�G[J���G��2=�A�;"H��BEC ��¬é*����1�ÀYZ�P��«}�Ø�1µ;B[üÓ7���

54

ooooqqqqVVVVÊÊÊÊËËËË����¨̈̈̈©©©©ªªªª����####$$$$ÌÌÌÌqqqqeeeekkkk||||����IIIIJJJJ����FFFF¬¬¬¬��������ÍÍÍÍÎÎÎÎÏÏÏÏÐÐÐÐtttt � ��=­���°Ò�

N<È�4u��1=[3�ÝÞ�ÝÞ�1O[3�N<È�;�_4?�4Â�1P[

3��=­67N<È�y��,_4��4�¹��4Â1P0[B�[�

RVI

Idt

dQ

CQV

/

/

=

=

=

J�5Q��G�1b?4 RC

t

eC

QtV

−= 0)(

[���G�J�=­���°Ò���� ¡¢��Ép¢1ò[B�[�G�°Ò1=�B�[�

RC

t

eC

AQtV

−= 0)(

[��Y��� �;�oRw{�S0�x'��v0%��w{�§é�

100V 50Ü -2kV

MCP

N<È 4u��S460pF � � �

G�4O`1�

�°Ò[B��

Qq'x¢

���� 53���� MCP������������

55

0

1

1

ωω

iV

V

+=

[2Y���[12] "_4�¡¢�67�°Ò1T²v'.#(é34�

)1

()(

ωω

iRC

C

AQV

+−=

����x'��v0%�@�°Ò�

ω

ωωω

ω deii

RCC

AQtV ti

0

1

1

)1

()(

++−= ∫∞

∞−�

[���G�1¸~î*�"_4ÄÅB�[

)(1

2

))(()( 0

0

0

0

0 RC

ttti ee

RC

AQde

RC

iiC

AQtV

−−∞

∞−

−−

−=

−−

−= ∫ ωω

ω

πωωωωω

ω�

[3��� G�1Mathematica�"_4�����hS0`1.9MHz�R=50Ü�C=460UFl{Õ1ò�[�

200000 400000 600000 800000 1×106

0.05

0.1

0.15

0.2

[���GG��ò`P`=`ä�[ ?4?��

56

RRRRqqqqMOT((((!!!!������������ÑÑÑÑ����,,,,----ÒÒÒÒÓÓÓÓ áâ�"H�ÎÏ17º3�� ¨p%ä\x^;5�t�ÂÃ��­�ab13U��

¨p%�Þ�7Áß[3�ÆÔÇÈ�Çï�ÈPhÅ`�Ll���[B��Å`æLP�¨p%��1hRcosV�RsinV�æLl[B�[�G�¨p%Jhô�ô�Ål� ?4©�­��Å�*��?�oW�'%� X�"5�

∫++

π

ϑ2

03

22

2

)(4 LzR

dIRBz

[���hBx,By�SÌé"5ôl ÈÅ`LP���¨p%�"�­�Á��Z�[

∫∫+−+

−++

=ππ

π

ϑ

π

ϑ 2

03

22

22

03

22

2

)(4)(4 LzR

dIR

LzR

dIRBz

[���G�î*1ÄÅB�[

22

2

22

2

)(2)(2 LzR

IR

LzR

IRBz

+−+−

++=

[��� GG�t��Ã?õö1üÓ4�ÅJ�û���[34QÕÃYB�[

[34t�ÂÃ�ÅÚ8�­�abJ3��� Y7�ú��¨p%JhÆ�ô�ôl� ?4©�­��Æ�*�ds�?�oW�'%

� X"5�

sIdr

sId

R

R

Æ

Ô

Å

o

zLR

LIR

zLzR

IR

LzR

IR

zB

zz

522

2

022

2

22

2

3

))(2)(2

(

+

−=

+−+−

++∂∂=

=

57

( )∫

++−=

π

θθπ

θθ2

03

2222 sincos4

cos2

LRxR

dIRLBz

[���hBy�Bz �SÌé"5ôlds�t��Ã?õö1üÓ4�ÆJ�û���[34QÕÃYB�[

( )

( )

xLR

ILR

dLR

xILR

LRxR

d

x

IRLx

LRxR

dIRL

xxB

x

xx

522

2

2

05

22

2

0

2

03

2222

0

2

03

2222

2

3

2

2cos1

4

3

sincos

cos

4

2

sincos4

cos2

+=

+

+

−=

++−∂∂=

++−∂∂=

∫∫∫

=

=

π

π

π

θθ

π

θθ

θθπ

θθπ

θθ

[�5�xÉÚ8�­�abJ3��� ÔÉÚ8�ÆÉÚ8[dÄ��� "_4Z¾B`ô[SÌé"5^�����J�zÚ8�­�ab� x[yÚ8�­�ab�2�Lx?G[J°Y�;� %�&�P?;£)¢*'Ð�� R=4.5ã0.15X£[ L=4..8ã0.15Y£[ I=20A [2Y���GG� X �\]����¨p%6123 1]X]16��; Y ���]�\\x��¨p%6123�1]Y]16h;�3 16]��V 1]Y]8l����hi 19� ¨p%�^_ijkl G�1P?4��MOT¨p%J©�t�ÂÃ�­�ab13U�[

)/(0468.0

)/(0932.0

mTx

B

mTz

B

x

z

=∂

−=∂

[���

58

��������

� ~`73?La;�[�od��1B��M1âY5�b�cÁEÍ�½2��Y_

;�dPefgh�i� j1k3P�;?[l?�B�bÚ^m�t�DC�no��

�Á�Á�67�?�*�3;J���no�ÈpY�qrY��?4gÓ4?;�x�

3;��5J[Hst?�3;�u%vwxg��g©��?4�¡U*p��Þ1?;

�x�3;��;�y«z��}�{x�3;|}�`3=���%^�x�7��3;�

y�~�7��?}���_;[l?�B�û��xg��y«�¬�1cU��[4

Á�«��ò1{x�3;� �Ä�����¥'����;[l?�B���L��Ï

���&±���?67�{�í�y«��1¢½2�?;����L(��s½2{x

�3;�G�y«����Ï�3��üÓ7��?[l?�B���34?�B��Ï 2�ý���Y ���Ï«8����3?�Á��7 �{�Áä� �Ó?;�x�3

;�L(�5J;�l_4 5�B��Ï 1 ��ì�Y �����/'0'���'�:���º)��?4s½2{x�3;� �Ä�� [6y��MOT1�Z�"H��5�3;��Ï 1 ����Y �����y«�5&��Þ�[4Ájü���¡U*p�1{x�3;�?�Á�67FÓ4?;�?;"H�uJ3�B� � �;��3�?�J7y��y����ß5® �?; ¡¢�£����=¤��

FÓ��_4?;"H�l?�B�d��Á66�7 ,{�G[h�����ñl1g

Ó4{x�3;��5J[Hst?�B� � �;�G����x@üqÙ�¥¦§���P�ì¨gh��T'F0¢��4©?ª

«��2B��*�S34Á¬/�S934��Y_;�1­Ó4 5�B���3;?

[l?�B� � �

59

����������������

[1]®¯�° ��<ñ [2] H.Haken H.C.Wolf The physics of atoms and quanta [3] P.Meystre M.Sargent Elements of Quantum Optics [3]û±²°� û±u�� <���« [4] D. Wang1, J. Qi1, M. F. Stone1, O. Nikolayeva2, H. Wang3, B. Hattaway1, S. D. Gensemer4, P. L. Gould1, E. E. Eyler1, and W. C. Stwalley1 Photoassociative Production and Trapping of Ultracold KRb Molecules PRL 93, 243005 (2004) [5]³´µ�� ���� ��K�¶�mn�;U�­uÙ����G© [6]Continuum Operation and Maintenance Manual for the ND6000 Series Dye laser [7]·�¦Ù¸q�¹¯Mº� MCP¡�s¢�. [8]National Instruments NI �º/@�p0� ��'Ù¡��dpU [9] M. W. Mancini, G. D. Telles, A. R. L. Caires, V. S. Bagnato, and L. G. Marcassa

Observation of Ultracold Ground-State Heteronuclear Molecules

PRL 92, 133203(2004) [10]NIST Atomic Spectra Database Levels Data [11]Charlotte E. Moore ATOMIC ENERGY LEVELS As Derived From the Analyses of Optical Spectra [12]»�<y� ¼d½¾� #/qÙx¸q���¿

60