Coherent atom optics with an atom laser - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2001

Coherent atom optics with an atom laser

Kohärente Atomoptik mit dem Atomlaser

Résumé

Atomlaserstrahlen, die aus atomaren Bose-Einstein Kondensaten
extrahiert werden, stellen eine kohärente Materiequelle mit
faszinierenden Eigenschaften dar: der sich im Gravitationsfeld
ausbreitende Strahl ist über seine gesamte Länge phasenkohärent.
Dies konnten wir erstmals im Experiment direkt nachweisen. Der
Atomlaserstrahl wird an einem Spiegel für Materiewellen
retro-reflektiert, so dass sich der einlaufende und der
reflektierte Anteil des Strahls mit einer Zeitverzögerung
überlagern. Aus dem Kontrast des resultierenden
Interferenzmusters wird die Linienbreite und somit die
Kohärenzzeit des Atomlaserstrahls bestimmt. Für den Einsatz von
kohärenten Atomlaserstrahlen in Präzisionsanwendungen wie
Atominterferometern haben wir kohärenzerhaltende atomoptischen
Elemente wie Spiegel, Strahlteiler und Resonator sowie ein
kontinuierliches, zustand-selektives Nachweisverfahren für den
Strahl entwickelt.
Atom laser beams which are extracted from Bose-Einstein condensates of dilute atomic vapor are coherent matter wave sources with extraordinary properties. We report on the measurement of the temporal coherence of such an atom laser beam. The freely falling matter wave beam is retro-reflected by a magnetic mirror which leads to an overlap between the incident and the reflected wave. The resulting interference pattern is recorded by a novel magnetic resonance imaging technique with a resolution of 65 nm in free space. From the contrast of the interference pattern we find that the linewidth of the atom laser beam is Fourier-limited by its temporal duration. For the use of atom lasers in precision experiments such as atom interferometers we have devised atom optical elements, such as a mirror, a beam splitter, and a resonator. Moreover, we have demonstrated a continuous, state selective detection scheme for the atom laser beam.
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Dates et versions

tel-00005023 , version 1 (23-02-2004)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00005023 , version 1

Citer

Michael Köhl. Coherent atom optics with an atom laser. Atomic Physics [physics.atom-ph]. Ludwig-Maximilian-Universität München, 2001. German. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00005023⟩
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