Production of a Bose-Einstein condensate in a 1565 nm optical-dipole trap - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2008

Production of a Bose-Einstein condensate in a 1565 nm optical-dipole trap

Réalisation d'un condensat de Bose-Einstein dans un piège dipolaire optique à 1565 nm

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Abstract

This thesis deals with a new-generation experimental apparatus for producing 87Rb Bose-Einstein condensates. We used an optical-dipole trap at 1565 nm to reach quantum degeneracy. We used this new all-optical approach to produce a Bose-Einstein condensate with an optical-dipole trap generated by a 1565 nm fiber laser. A new in situ imaging method has been achieved, based on light-shift effects induced by a 1565 nm laser light on 87Rb energy levels. This light-shift tomography allows us to map the optical potential created by the optical-dipole trap beams and to monitoring the atomic potential-energy distribution during the free-evaporation process. We implemented a light-shift adapted experimental scheme to load enough atoms in the optical-dipole trap, thanks to our understanding of the light shifts induced by the optical-dipole trap light on the 87Rb atom. Furthermore, we were able to start evaporative cooling in the optical trap, leading to quantum degeneracy. A Bose-Einstein condensate has finally been produced after a nearly 4 s evaporation process. We typically obtained 50 000 atoms at 80 nK at the end of evaporative cooling.
Cette thèse présente la réalisation d'un dispositif expérimental permettant l'obtention d'un condensat de Bose-Einstein de 87Rb. Pour atteindre la dégénérescence quantique, nous utilisons un piège dipolaire optique à 1565 nm. L'aspect inédit de ce travail de thèse réside dans l'utilisation de cette longueur d'onde pour réaliser un condensat de Bose-Einstein par une approche tout-optique. Une nouvelle méthode d'imagerie in situ basée sur les déplacements lumineux induits par la source à 1565 nm sur les niveaux d'énergies du 87Rb , semblable à une tomographie, a été mise en place. Elle nous permet de cartographier le potentiel dipolaire optique ainsi que d'observer la distribution atomique en énergie potentielle lors de la thermalisation du nuage d'atomes froids dans le piège optique. Notre compréhension des déplacements lumineux induits par le piège dipolaire optique sur l'atome de 87Rb a permis d'adapter la géométrie du piège pour charger suffisamment d'atomes, afin d'amorcer un refroidissement évaporatif, dernière étape vers la dégénérescence quantique. Un condensat de Bose-Einstein a finalement été produit après environ 4 secondes d'évaporation. Nous obtenons typiquement 50 000 atomes à 80 nK au terme du cycle de l'expérience.
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Dates and versions

tel-00343970 , version 1 (03-12-2008)
tel-00343970 , version 2 (03-12-2008)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00343970 , version 2

Cite

Jean-François Clément. Réalisation d'un condensat de Bose-Einstein dans un piège dipolaire optique à 1565 nm. Physique Atomique [physics.atom-ph]. Université Paris Sud - Paris XI, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00343970v2⟩
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