Laboratorium Zimnych Atomów przy Powierzchni

Start badania lustro dipolowe Badanie ciśnienia światła wywieranego przez falę zanikającą

Badanie ciśnienia światła wywieranego przez falę zanikającą

Aktualnie prowadzone badania dotyczą mechanicznego oddziaływania fali zanikającej na chmurę zimnych atomów w pobliżu powierzchni dielektrycznej, a w szczególności ciśnienie światła wywierane przez tą falę. Do układu dipolowego lustra optycznego wprowadzono dodatkową pomocniczą falę zanikającą (zwaną dalej rezonansową) o ściśle kontrolowanym natężeniu, odstrojeniu, polaryzacji i głębokości wnikania. Jednocześnie zimne atomy są odbijane przez potencjał odpychający wytworzony przez tzw. główną falę zanikającą, niezależnie od fali rezonansowej. W takim układzie zmierzone zostało niekoherentne rozpraszanie fotonów w reżimie małych (1-5 Γ) i dużych (> 10 Γ) odstrojeń.

Niektóre wyniki badań są przedstawione w artykule J. Fiutowski, D. Bartoszek-Bober, T. Dohnalik, T. Kawalec Evanescent wave mirror for cold atoms—A quasi-resonant case, Opt. Commun. 297, 59 (2013)

Odbicie od lustra

Chmura zimnych atomów (temp. ok. 15 μK) z pułapki magnetooptycznej odbita przez lustro dipolowe:

Ciśnienie światła


Ciśnienie światła obserwowane w fali zanikającej

Ciśnienie wywierane przez falę zanikającą na chmurę zimnych atomów podczas odbicia w zależności od odstrojenia fali od rezonansu:

a) włączona tzw. główna fala zanikająca (stosunkowo silna wiązka odstrojona ku niebieskiemu od przejścia 52S1/2 (F = 3) → 52P3/2 (F' = 4)) o polaryzacji TM, natężeniu (325 ± 20) 103 W/m2 i kącie padania wiązki laserowej ok. 43°;

b) włączona tzw. rezonansowa fala zanikająca (słaba wiązka o niewielkim odstrojeniu od rezonansu dla atomów w próżni bez obecności powierzchni o  polaryzacji TM, natężeniu 1697 mW/m2 i kącie padania wiązki laserowej ok. 43°.


Ciśnienie światła obserwowane dla dwóch fal zanikających

a) Obserwacja odbicia chmury atomów od powierzchni lustra tworzonego przez dwie fale zanikające o polaryzacji TM – fala „główna” o odstrojeniu 2.5 GHz i natężeniu (325 ± 20) 103 W/m2 (lewa chmura nie zmieniająca swojego położenia) oraz „rezonansowa” o odstrojeniu 16 – 29 MHz i natężeniu 580 mW/cm2 (prawa chmura zmieniająca swoje położenie w zależności od odstrojenia).

b) Schemat biegu wiązek w pryzmacie dla sytuacji przedstawionej na zdjęciach w pkt. a)