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Q: Quantenoptik

Q 20: Atomoptik III

Q 20.6: Talk

Wednesday, April 5, 2000, 10:15–10:30, HS X

Spiegel, Strahlteiler und Resonator für Atomlaser mit Raman-Übergängen — •M. Köhl^1,2, I. Bloch^1,2, M. Greiner^1,2, T. W. Hänsch^1,2 und T. Esslinger^1,2 — ¹Max-Planck-Institut für Quantenoptik, D-85748 Garching — ²Ludwig-Maximilians-Universität, Schellingstraße 4/III, D-80799 München

Wir berichten über die Realisierung atomoptischer Elemente für kohärente Materiewellen mit Hilfe von Hyperfein-Raman-Übergängen an ⁸⁷Rb Atomen. Der aus einem Bose-Einstein-Kondensat ausgekoppelte Atomlaserstrahl im magnetisch nicht gefangenen Zustand |F=1, m_F=0⟩ wird mit einem Zwei-Photonen-Übergang in den magnetisch gefangenen Zustand |F=2, m_F = 1⟩ überführt. Die Atome in diesem Zustand werden am magnetischen Fallenpotential der Ioffe-Falle gespiegelt und passieren den Raman-Laser erneut. Dort werden sie wieder in den magnetisch nicht gefangenen Ausgangszustand |F=1, m_F=0⟩ transferiert. Auf diese Weise kann die Wechselwirkung der Atome mit dem Magnetfeld zeitlich und räumlich selektiv beeinflußt werden.

Die Reflektivität des Spiegels kann dabei durch Variation der Laserleistung beliebig gewählt werden, so daß dieser Mechanismus auch als Strahlteiler eingesetzt werden kann. Da die eigentliche Bewegungsumkehr am magnetischen Fallenpotential stattfindet, reichen bereits wenige Milliwatt an Laserleistung für eine hohe Reflektivität aus.

Wird der zweite Durchgang durch den Raman-Laser vermieden, so bleiben die Atome im magnetisch gefangenen Zustand und oszillieren im durch das Magnetfeld gebildeten Resonator.