˘ ˇˆ˙˘ - sci.osaka-cu.ac.jp · 2 p.4 1. mot 1. p.7 2. p.14 2. mot ˘˘˘˘...
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� ####$$$$%%%%&&&&����''''((((!!!!����������������))))****++++,,,,----....xz////00001111 G�i��ÆÅÇÈ����Ä��V°3;�hÅÉ�S34ÊËSÌ����l i�Ä��M��¨p%�±Í1E�Q*�±�1t��[_;ÎÏÐ1[�[�
t�ÂÃ���G���t��ÑÒ1(Ó��Æ�Ô�Å�S34QÕ�Ö×B
�ØqÙ%�[V�Z��hÅÉÚ8�VÑÒJÛl
15
GG��t�J F=0��67<�1ÜÝ34 F’=1����B����Þ�MF��
��B�6�ÜÝB�<����SB�ßà<�ÊËÚ8�"_4c��� ÜÝB�ßà<�ÊËÚ8[u¶NO�()��?4�áâ�i 13�°B"H����
G�ÀMF=ãä�à<1å�
à<�ÀMF`æä�à<1å�
à<[fg� MOT��G�²'³¢*·[å�
à<�å
�
à<1çV�èP34?��SÌé"5ÆÉÚ
8�V��?4êëB�� MOT���G�ª«¬��ÆÉÚ8ì67å�
à<�a67å
�
à<1=>3�áâ�i
�
F=0
F’=1
MF=1
MF=0
MF=-1
MF=0
E
���� �ØqÙ% ��LxY B(x)� x�S34QÕ
ÀE(x)=-g1¼BB(x)
ÀE(x)=g1¼BB(x)
���� 12� 2222****++++,,,,----33334444555566667777����88889999$$$$::::;;;; ¹[34 F=0[ F’=ä���1íB
��Ú8 ÀMF`æä
ÀMF`ä
���� 13� <<<<====>>>>����????@@@@AAAA����BBBBCCCC����,,,,DDDDEEEE��������FFFFGGGG <�îïÚ81ð,��Q-.�ßà<�ÊËÚ81�Q-.�
2�3;�ÀMF 1cºB�����Ú8�SB�ßà<�Ê
ËÚ8����/'0'�îïÚ8���7�?�
16
14�2Y��"H�<ñWX1�G34?��
G�i�ò4�E5�å
�
�"�WX�Æóô�õö"5Æ÷ô�õö�øHJ#$%&'
NOùJLx?�å
�
�Û����"_4ú��/'0'�#$%&'1ûY?øH�#$
%&'���Z4 �[�å
�
�<�Æ÷ô�õö��Vt�1�YZ�å
�
�<�Æó
ô�õö��Vt�1�YZ�G[����/'0'�îïÚ81üÓ�[G�7�ý
þ©PJt��Á;7B��t��86H�[�_4?��G�O����J����
?4t�1Ù���±��U4 ������ ���i 15�"H�����Ù���B�G[����
�
F=1
F’=2
MF=1
MF=0
MF=-1
MF=0
E
HHHH
������
å
� å
�
���� 14� MOT����IIIIJJJJ����AAAAKKKK��������[1] �,�-.�å
�
�"�WXh��5 F=0,MF=0 67 F’=1,MF=-1 ��WXl��5��,�-.�å
�
�"�WXh��5 F=0,MF=067 F’=1,MF=1��WXl�����Q�-.�2�3;���@AB�CD67WXJø[ Þ
�G7�?G[1°34?��
18
2. LLLLAAAA����<<<<====������������!!!!MMMM$$$$GGGG �%�/'0'�"H�»���?/'0'1t��ýþ©PYZ�[��<�ÜÝ�"
�p�¢)J�G�[��Y��� � �;�G���%�/'0'�<��"_4WX]^�±ùNOJ��B�����
�p�¢)/'ÙJ����[��Y���
3. Photoassociation
������������������������
������������������������
���
��
���� 16� LLLLAAAA����NNNNOOOO������������!!!!MMMM$$$$GGGG[3] ��i��ä<�ÜÝ�"_4WX]^�±ù�J��B�;U�
p�¢)�/'Ù��?[��Y����i��Û�p�¢)�/'
ÙJ����[��Y���
19
PPPPQQQQPhotoassociation Photoassociation�"�*������?4���êëB�� � �i 17�Mt��#$%&'NO[t�ù�9����®¯i1íB�
Photoassociation [�������ú��t�1�����NO�<�YZ���@�����"_4����*����NO� decay YZ�G[�����*�1��� ����
Photoassociation B��t�ù�9J¿����WXB�!"�t�ù�9J9��[*��[t���{����«�5JûY���;U�����"_4�t�#�
�
�
�����
��
����
�����
�������
���� 18���� Photoassociation
�
�
�����
��
����
�����
�������
���� 17� RRRR3333������������������������E���� VS���� 3333����SSSSTTTTUUUU R �Q�Mt��t�ù�9[#$%&'�����5��Q�út
�*����NO13U34?��
21
������������
4. VVVVWWWWXXXX 4��� ����� %�&� ?4MOT�;U�P?;'(£)¢*'1i 19�°B�
Lx�+67�����1 �B�;U� CoolingP/'0'[ RepumpP/'0'1=>3�ûY�+� ProbeP/'0', Photoassociation(áâ PA)P/'0'�p�¢)P�%�/'0'1=>B���P?;��;�Kt�[ Rbt��¡%-./0�1¢o'1P?4£)¢*'I�2=3;� � ¡%-./0�1¢o'�i 19�£)¢*'�3'�4QJ5wY�4?�6*�7�Y�4 5�áâ�)ñ891�GBG[�"_4t�uv1��YZ4?�� -.:¥;2<=l+Ca>2K+CaCl2 %?@:¥;Rb2CrO4[A�B St101hZr84%,Al16%l�C�D1EB�
���� 19� %%%%YYYY$$$$ZZZZ[[[[\\\\� G�£)¢*'��F¢/�G��5�I6�p�¢H¢��"_4��'(�I;�4?��
h'(�;J10-9torrl�;G�£)¢*'��Lx�+ ICF70 JK��ûY�+ ICF34 JL�7�Y�4?��Lx�+��{|KôôJMôônm �<�;U�N8>¨'ÙhAnti Reflection CoatlJOY�4?��
22
i 20�£)¢*'�/'0'1=>34?�Ä�1®¯i�°B�
Cooling &Repump�����
dispenser
Probe����
�������
� !"#$%
� &"#$%
£)¢*'1P(67ò;i
PA����
���� 20���� %%%%YYYY$$$$ZZZZ������������]]]]^̂̂̂____`̀̀̀����aaaa������������
23
4�� ���� �� ��� �;��1 �B�;U�¨p%��QQ1P?;�[5] áâ�¨p%�RÄ��?4A�� ¨p%G©�P?;QQSH.¡TUpTUVWQQhXäYZ[[l ¨p%�\x�SMLô\x ä]^;5�\x�SäK\x
G�¨p%�"5�Cooling/'0'�_`B�õö��áâ�¯�2�Y���abJ��B��
)/(7.4)/(0468.0
)/(3.9)/(0932.0
cmGmTx
B
cmGmTz
B
x
z
==∂
∂
−=−=∂
∂
hÅÚ8�c�Ú8�Æ�ÔÚ8�+ÇÚ8��5�ÅÉ�S3ÊËSÌ����l i 22�¨p%1£)¢*'�7�34?�Ä�1°B�
�� 16 ��
2.4cm ���� 21 ((((������������������������
QQ 15.5] 2.3 cm
24
���� 22� %%%%YYYY$$$$ZZZZbbbb����((((!!!!����ccccdddd....A1111 d��#Hef1P?4g©3;hhil[$@1
P?4¨p%1£)¢*'�jº3;�
���� 22���� %%%%YYYY$$$$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$$$$GGGG³³³³����
�'q� �'q�
�'q�
44
41K�V�MOT� ����°Ò�áâ�"H��7�;�
87Rb�V�MOT� ����°Ò�áâ�"H��7�;�
41K�87Rb� MOT�p�¢)� ?4��%�/'0'=>e¾67 23¼sec@�33¼sec@�47¼sec@��'qJ�7�;� 41K�V� MOT�p�¢)� ?4��%�/'0'=>e¾6723¼sec@�V��'qJ�7�;�G��'q�
41K[ 87Rb�deMOT������Lx��_4?;� 87Rb�V�MOT�p�¢)� ?4��%�/'0'=>e¾67 33¼sec@�[ 47¼sec @��'qJ�7�;�G�7��'q� 41K�87Rb� MOT �������Ú[ÁLx��_4?;�
���� 44� 41K����´́́́����MOT����IIIIJJJJ����}}}}~~~~��������....600nm11117777����!!!!MMMM$$$$GGGG³³³³����
���� 45� 87Rb����´́́́����MOT����IIIIJJJJ����}}}}~~~~��������....600nm11117777����!!!!MMMM$$$$GGGG³³³³����
�'q
�'q! �'q"
45
°°°°±±±±���� i 43�44�45 � ?4�%�=>e¾�ò7��Lx�°Ò��%�/'0'�<�JMCP �"_4��Y�;Á�[üÓ7����%�=>e¾67 23¼sec�33¼sec�47¼sec @��'qJV7��J�G�eù��� 41K�87Rb�87Rb2�Á��ÇÚÆ��#
41;#87;#(87�2)$7;10;14�ø%�&3�23¼sec@��'q� 41K�V�MOT�41K�87Rb��MOT� ��p�¢)�ò7��33¼sec@��'q[ 47¼sec@��'q�
87Rb�V�MOT[ 41K���Rb��MOT� ��p�¢)�V7��;U�G��'q�����
41K�87Rb�87Rb2�p�¢��°Ò���[üÓ7���
G�7�p�¢�S34��p�¢�1ÔÕB�[2�"H���� jjjj 8���� µµµµ¶¶¶¶""""����IIIIJJJJ����³³³³����!!!!MMMM$$$$iiii����····¸̧̧̧¹¹¹¹ºººº ���� ����
��
�� �� �������
�� �� �����
�� �� �����
�� ���� �����
� ���� �����
!� �� ����
"� �� �����
GG���Y�; Rb2*��i�°B"H�MOT�/'0'�"_4 PhotoassociationsY�;Á�[üÓ7���
41K � TOF 87Rb � TOF
87Rb�� TOF
���� 46� 41K&87RbMOT����IIIIJJJJ����}}}}~~~~��������(600nm)7777����!!!!MMMM$$$$GGGG....»»»»¼¼¼¼1111
�'q� �'q� �'q�
�%�/'0'�"�°Ò
47
���������������� K ������������Rb �������������������� ������������������������ ¡¡¡¡ ��p�¢)���"�*<1ïHf�F¥� ñ1ï_;� p�¢)���"�*<[��C«�A�;"H��p�¢)´"J����p�¢)/
'0'�{|1ò���G[���� 'ª�� KRb� ?4*<1�ïB���(3;{|�øù� 600nmÂà 10nm���øù����G�øù1)ù��:��;U���%�/'0'�{|1��QR 0.1cm-1
áâ�ù*�()YZ�MOT �=>YZ4+�G[J|}[���G�;U�6000 ÊáP�p�¢)��1ï?���p�¢��J�?[x��%�'/'0'�{|1ò��
���Ë?��?G[���� G�Äð1���ïH;U� 5.3�}A3;f�F¥1 ñ3;� �34��f�F¥��©1�,B�;U��f�F¥1P?4MOT±� Kt��Rbt�� 596nmæ605nm�øù� ��*<1�V;� ¢¢¢¢££££¤¤¤¤¥¥¥¥ ,~/'0'�{|1 599nm67 605nm�� 1276-6�4()YZ���10Hz� K�RbMOT �=>3�.�;���ù�5.3�A�;Äðf�F¥1P?4��&���7�;M���'qhK,Rb� TOF�ý^B�eùl�î*�1íì34?_;� �;�����t��V1p�¢)��B�;U�i 48 �°B"H�úp¡��¥���%�=>e�TOFù� ��MOT�/'0'1/5�MOT±�t�1�����0Ó;�[9]
Flash lamp
Q-delay ������
TOF� 30-40�sec
Cooling & Repump laser off 150 sec Cooling & Repump laser on
0.1 sec
���� 48� ��������������������������������Cooling & Repump laser ���������������� ����
48
G�e��%�/'0'���'�áâ�"H�()34?;� jjjj 9���� kkkk����||||������������hhhh¿¿¿¿���� v.s���� kkkkllll #$%&'(� )*�%'+(�
�,,� ����
�� ����
�� �-��
��� �--�
��� �-��
��� �-��
��� ���
¢¢¢¢££££¦¦¦¦§§§§ {|�S34î*�1�x�Ù3;Á�1i 49�50�°B�
���� 49� K::::AAAA¦¦¦¦§§§§
49
GG��12��/'��� ��{|h1l�áâ�¯� ?43U4?�� {|(n)=596+10�n/12737 h12737��/'������l =>�%�Jáâ�{|�[x��Kp�¢�Rbp�¢���°ÒJLx��_4?�G[J�6�� jjjj 10���� K����!!!!MMMM$$$$GGGG��������ÀÀÀÀ®®®®aaaa����ÁÁÁÁÂÂÂÂÃÃÃÃ����^̂̂̂____kkkk����||||����hhhh¿¿¿¿
��(nm)�������
� � �
�cm-1��
2 �����
� � �
�cm-1��
602.799� ��-,���� ���-����
jjjj 11���� Rb����!!!!MMMM$$$$GGGG��������ÀÀÀÀ®®®®aaaa����ÁÁÁÁÂÂÂÂÃÃÃÃ����^̂̂̂____kkkk����||||����hhhh¿¿¿¿
��(nm)�������
� � �
�cm-1��
2 �����
� � �
�cm-1��
599.234� 16687.97� 33375.95�599.8974� 16669.52� 33339.03�600.6849� 16647.66� 33295.33�601.6301� 16621.51� 33243.02�602.8007� 16589.23� 33178.46�604.181� 16551.33� 33102.66�
���� 50� Rb::::AAAA¦¦¦¦§§§§
50
°°°°±±±±���� K �4yp�¢)#$%&'� 35010cm-1
��5�Rb �4yp�¢)#$%&'�33690cm-1
���� 600nm ��/'0'�y<�^;5�#$%&'� 16600cm-1
�������h1nm�;5 "� 60cm-1
lK�Rb[Á� 3<�ÜÝ�"_4p�¢)Y�4?�[üÓ7��� áâ�i 51�� Rb�p�¢)5×��?4°B�
C«�A�;"H���<�6��"�p�¢)�±ùNOJ��B����p�¢)/
'ÙJ����[��Y��� "_4�i"5�2<��#$%&'J Rydberg��#$%&'�y��ý^B�[x�p�¢)/'ÙJ����[üÓ7��� áâ�2�
��K�87Rb�G��&� ��*<øù�7���#$%&'NO1°B� jjjj 12���� K���� RydbergÄÄÄÄÅÅÅÅ [10] 8�� 33178� (cm-1)� 33178.55� (cm-1)�10�� 33214� (cm-1)� � �
Rydberg�
4D(19356cm-1)
5Ph12817cm -1l
5Sh���l
p�¢)�
~16600cm-1
~16600cm-1
���� 51� 3AAAA����NNNNOOOO������������ Rb����!!!!MMMM$$$$
� #$%&'h89�l #$%&'h%�&l
51
jjjj 13���� Rb���� RydbergÄÄÄÄÅÅÅÅ [11] 15�� 33102� (cm-1)� 33102.66 (cm-1)�16�� 33180� (cm-1)� 33178.46 (cm-1)�17�� 33244� (cm-1)� 33243.02 (cm-1)�18�� 33295� (cm-1)� 33295.33 (cm-1)�19�� 33338� (cm-1)� 33339.03 (cm-1)�20�� 33375� (cm-1)� 33375.95 (cm-1)�[Rydberg] G�1�&�µ[ò���[��&�µ��äcm-1
�øù�y&34?��G��/�t
:�,~/'0'�{|()Jeù�S34QÕ�;�34?�?]^éJüÓ7���
<@{|Ä1P?4=>B�|}J��� �;�K �*<�µ� ?4�10s ?@�S9B��'qJò7��?�G���8d ?@�S9B��'q���4 10s?@�S9B��'qJ[4ÁûY?;U��G�i 49��àp�����43�_4?�[üÓ7��� "_4�/'0'���'1 1.1mA[3;�� 602nmwB�*<1C¥ï_;� áâ�i 52����µ����
"_4áâ�{|� ���'q1!DB�G[��E3;�
� #$%&'h89�l
���� 52� 41K���� 10ÆÆÆÆ]]]]ÇÇÇÇÈÈÈÈ
#$%&'h%�&l
52
jjjj 14���� K����!!!!MMMM$$$$GGGG��������ÀÀÀÀ®®®®aaaa����ÁÁÁÁÂÂÂÂÃÃÃÃ����^̂̂̂____kkkk����||||����hhhh¿¿¿¿���� ÉÉÉÉ����RRRR
��(nm)�������
� � �
�cm-1��
2 �����
� � �
�cm-1��
602.144� ������� ��������
"_4 10s?@�S9B��'qÁ!DB�G[��E3;[?Ó�� jjjj 15���� K���� RydbergÄÄÄÄÅÅÅÅ....»»»»¼¼¼¼1111 8�� 33178� (cm-1)� 33178.55� (cm-1)�10�� 33214� (cm-1)� �������� (cm-1)�
G�7��'q� ����p�¢��áâ�"H�òîÁ�G[J�ª�� jjjj 16���� K����::::AAAA����IIIIJJJJ����³³³³����!!!!MMMM$$$$iiii -.� ��-�
� �-����
jjjj 17���� Rb���� RydbergÄÄÄÄÅÅÅÅ �.� ���,��
�.� ,�����
�.� �������
-.� ������
,.� �������
�.� ��,����
� ��p�¢�
� ��p�¢�
� #$%&'h89�l #$%&'h%�&l
53
������������������������������������
�&���µ67��&�� ��;MCP°Ò��'qJMOT±�mnt��p�¢)��°Ò���G[JF¯Y���"_4%����Ï���MOT±�mnt��p�¢)�����E3;[GÓ�� � HI�J7�Rb*���?4�mnt�uv�p�¢)��J°B��%��{|�SB���é1!DB�����J7�6_;J����G�67�Kå[��� � Y7�L��Ï[34�<M�1P?4��3; K-Rb*�1�%��� �3;p�¢)���f�F¥�"_4��B�G[J���G��2=�A�;"H��BEC ��¬é*����1�ÀYZ�P��«}�Ø�1µ;B[üÓ7���
54
ooooqqqqVVVVÊÊÊÊËËËË����¨̈̈̈©©©©ªªªª����####$$$$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
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���¿
�
�
�
�
�
�