Quantum technologies

Die im Rahmen dieser Diplomarbeit erlangten und hier vorgestellten Ergebnisse tragen wesentlich zum Erreichen des Experimentziels, dem Einbringen eines einzelnen Cs-Atoms in ein Rb-Bose-Einstein-Kondensat, bei. So wurde für den Einsatz am in Kapitel 4 beschriebenen Gesamtexperiment ein Rb-Rückpump-Diodenlaser mit neuem Gehäusedesign aufgebaut, um den entsprechenden älteren Diodenlaser, welcher das tägliche Experimentieren durch häuge Modensprünge signikant behinderte, zu ersetzen. Der neu aufgebaute Diodenlaser weist eine gute Frequenzstabilität auf und ist auf äußere akustische oder mechanische Störungen wenigempndlich. Für den zukünftigen Nachweis der einzelnen Cs-Atome im Rb-Bose-Einstein-Kondensat, dessen theoretische Grundlagen in Kapitel 2 kurz zusammengefasst wurden, konnte ein auf Fluoreszenzdetektion basierendes Abbildungssystems realisiert werden (Kapitel 5 und 6). Dabei gehörten die sorgfältige Analyse der Anforderungen an das Abbildungssystem und dessen an die experimentellen Bedingungen angepasstes Design genauso zu den zu bewältigenden Aufgaben, wie die theoretische Simulation der optischen Eigenschaften von ausgewählten Komponenten sowie die Verifikation dieser theoretischen Vorhersagen im experimentellen Test. Vor dem endgültigen Einbau des Fluoreszenzdetektionssystems in das Gesamtexperiment wurde dieses separat aufgebaut und vorjustiert. Mit einer abgeänderten Kollimationsoptik konnte so nach dem Einbau des Fluoreszenzdetektionssystems in das Gesamtexperiment schließlich die typische stufenförmige Ladekurve einer nur wenige Atome einfangenden Cs-MOT aufgenommen werden. Damit wurde auch der experimentelle Beweis erbracht, dass das entworfene und realisierte Detektionssystem für den Nachweis einzelner Cs-Atome sehr gut geeignet ist.