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O principal objetivo deste trabalho é, adotado uma abordagem centrada na simulação numérica, entender a desaceleração a laser de um feixe atômico por meio da conhecida técnica de ajuste Zeeman. Nossos cálculos numéricos são capazes de reproduzir as características fundamentais dos resultados experimentais já obtidos. Também apresentamos um modelo analítico simples incorporando as idéias básicas contidas nas hipóteses utilizadas nas simulações e mostrando que estas idéias são consistentes com as conclusões numéricas e experimentais. Isto demonstra que os aspectos essenciais do processo desacelerador são bem compreendidos. / The main purpose of this work is, adopting a numerical simulation approach, to understand the laser deceleration of an atomic beam by means 0f the kown Zeeman tuning technique. Our numerical calculations are able to reproduce the fundamental features of the experimental results already obtained. We also present a simple analytical model incorporating the basic ideas contained in the hypotheses used in the simulations, and show that these ideas are consistent with the numerical and experimental conclusions. This demonstrates that the essential aspects 0f the deceleration process are well comprehended.

Neste trabalho pela primeira vez, desaceleramos um feixe de Cs pela Técnica de Sintonia Zeeman. Usamos um laser de diodo contrapropagante ao feixe atômico. Essa técnica se baseia na utilização de um campo magnético de perfil espacial parabólico para compensar o efeito Doppler e manter o átomo ressonante com o laser durante o processo de desaceleração. Conseguimos reduzir a velocidade dos átomos até C 940cm/s. Para medir essa velocidade usamos uma técnica simples, diferente da usual, que utiliza um feixe de prova. Com o nosso magneto, não foi possível desacelerar átomos com velocidade acima de 12000 cm/s. O limite de campo magnético em que tivemos que trabalhar corresponde à campo fraco, para o estado fundamental do Cs. Esse fato acarreta um aumento na probabilidade de ocorrerem transições erradas. Observamos a presença de um intervalo de \"detuning\" útil, fora do qual não conseguimos desacelerar. Esse intervalo também está relacionado com o limite máximo de velocidades para que haja desaceleração. Chegamos a esse intervalo através de simulações feitas para encontrar os parâmetros necessários à desaceleração. Os resultados obtidos experimentalmente estão de acordo com o que foi previsto pela simulação. Paralelamente à desaceleração de CS, preparamos os lasers de diodo e reduzimos sua largura de linha. Entretanto não usamos o laser estreito para a desaceleração. A fim de trabalharmos com espectroscopia de alta resolução reduzimos a largura de linha do laser a semicondutor fazendo um acoplamento da cavidade laser com uma cavidade, Fabry-Pérot, externa. Conseguimos estreitar a largura de linha até 500KHz. Esse resultado nos possibilitará investigar as linhas do Cs, aprisionado em um \"trap\" magnético-óptico, experimento este que já está em andamento em nosso laboratório / In this work for the first time, slow a beam of Cs by the Zeeman tuning technique. We use a laser diode contrapropagante the atomic beam. This technique is based on the use of a magnetic field of parabolic spatial profile to compensate for the Doppler effect and keep the atoms resonant with the laser during the downturn. We reduce the speed of C atoms to 940cm / s. To measure this speed we use a simple technique, different from the usual, which uses a beam of evidence. With our magnet, could not slow down atoms with speeds up to 12,000 cm / s. The limit of magnetic field we had to work corresponds to the weak field for the ground state of Cs. This fact implies an increase in the probability of transitions wrong. We observed a range of \"detuning\" useful, out of which we cannot slow down. This range is also related to the maximum speed for there to be slowing. We arrived in this range through simulations to find the parameters needed for deceleration. The results obtained experimentally are in agreement with what was predicted by the simulation. Parallel to the slowdown of CS, we prepared the diode lasers and reduced its line width. However do not use the laser close to the slowdown. In order to work with high-resolution spectroscopy reduced the line width of the semiconductor laser causing a coupling of the laser cavity with a cavity, Fabry-Pérot, external. We narrow the line width up to 500KHz. This result will enable us to investigate the lines of Cs, trapped in a \"trap\" magneto-optical experiment that is already underway in our laboratory

Neste trabalho pela primeira vez, desaceleramos um feixe de Cs pela Técnica de Sintonia Zeeman. Usamos um laser de diodo contrapropagante ao feixe atômico. Essa técnica se baseia na utilização de um campo magnético de perfil espacial parabólico para compensar o efeito Doppler e manter o átomo ressonante com o laser durante o processo de desaceleração. Conseguimos reduzir a velocidade dos átomos até C 940cm/s. Para medir essa velocidade usamos uma técnica simples, diferente da usual, que utiliza um feixe de prova. Com o nosso magneto, não foi possível desacelerar átomos com velocidade acima de 12000 cm/s. O limite de campo magnético em que tivemos que trabalhar corresponde à campo fraco, para o estado fundamental do Cs. Esse fato acarreta um aumento na probabilidade de ocorrerem transições erradas. Observamos a presença de um intervalo de \"detuning\" útil, fora do qual não conseguimos desacelerar. Esse intervalo também está relacionado com o limite máximo de velocidades para que haja desaceleração. Chegamos a esse intervalo através de simulações feitas para encontrar os parâmetros necessários à desaceleração. Os resultados obtidos experimentalmente estão de acordo com o que foi previsto pela simulação. Paralelamente à desaceleração de CS, preparamos os lasers de diodo e reduzimos sua largura de linha. Entretanto não usamos o laser estreito para a desaceleração. A fim de trabalharmos com espectroscopia de alta resolução reduzimos a largura de linha do laser a semicondutor fazendo um acoplamento da cavidade laser com uma cavidade, Fabry-Pérot, externa. Conseguimos estreitar a largura de linha até 500KHz. Esse resultado nos possibilitará investigar as linhas do Cs, aprisionado em um \"trap\" magnético-óptico, experimento este que já está em andamento em nosso laboratório / In this work for the first time, slow a beam of Cs by the Zeeman tuning technique. We use a laser diode contrapropagante the atomic beam. This technique is based on the use of a magnetic field of parabolic spatial profile to compensate for the Doppler effect and keep the atoms resonant with the laser during the downturn. We reduce the speed of C atoms to 940cm / s. To measure this speed we use a simple technique, different from the usual, which uses a beam of evidence. With our magnet, could not slow down atoms with speeds up to 12,000 cm / s. The limit of magnetic field we had to work corresponds to the weak field for the ground state of Cs. This fact implies an increase in the probability of transitions wrong. We observed a range of \"detuning\" useful, out of which we cannot slow down. This range is also related to the maximum speed for there to be slowing. We arrived in this range through simulations to find the parameters needed for deceleration. The results obtained experimentally are in agreement with what was predicted by the simulation. Parallel to the slowdown of CS, we prepared the diode lasers and reduced its line width. However do not use the laser close to the slowdown. In order to work with high-resolution spectroscopy reduced the line width of the semiconductor laser causing a coupling of the laser cavity with a cavity, Fabry-Pérot, external. We narrow the line width up to 500KHz. This result will enable us to investigate the lines of Cs, trapped in a \"trap\" magneto-optical experiment that is already underway in our laboratory

O principal objetivo deste trabalho é, adotado uma abordagem centrada na simulação numérica, entender a desaceleração a laser de um feixe atômico por meio da conhecida técnica de ajuste Zeeman. Nossos cálculos numéricos são capazes de reproduzir as características fundamentais dos resultados experimentais já obtidos. Também apresentamos um modelo analítico simples incorporando as idéias básicas contidas nas hipóteses utilizadas nas simulações e mostrando que estas idéias são consistentes com as conclusões numéricas e experimentais. Isto demonstra que os aspectos essenciais do processo desacelerador são bem compreendidos. / The main purpose of this work is, adopting a numerical simulation approach, to understand the laser deceleration of an atomic beam by means 0f the kown Zeeman tuning technique. Our numerical calculations are able to reproduce the fundamental features of the experimental results already obtained. We also present a simple analytical model incorporating the basic ideas contained in the hypotheses used in the simulations, and show that these ideas are consistent with the numerical and experimental conclusions. This demonstrates that the essential aspects 0f the deceleration process are well comprehended.

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Thesis (M. Phil.)--University of Hong Kong, 2006. / Title proper from title frame. Also available in printed format.

University, Diss., 2003--Bonn.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:04:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7876_1.pdf: 5270798 bytes, checksum: 8399309233e6f2c28a8de982b0cef7dd (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2005 / Estudamos processos ópticos não lineares usando mistura de quatro ondas(MQO) com conjugação de fase em átomos frios de césio, obtidos numa armadilha magneto-óptica. Foram estudados a geração de feixes coerentes com momento angular orbital, processos de mistura de quatro ondas não degenerada num sistema de três níveis degenerado e o efeito de transferência de uma grade de coerência por emissão espontânea. Na geração de feixes com momento angular orbital foi usada a difração de Bragg numa grade de coerência, contendo a informação espacial de fase dos campos, induzida nos sub-níveis Zeeman de um sistema de dois níveis degenerado e foi demonstrada a conservação do momento angular orbital da luz dentro dos modos articipantes neste processo paramétrico. Esta demonstração constitui um primeiro passo na direção de se armazenar informação quântica codificada num espaço de estados multidimensional. Na MQO não degenerada ´e observado um duplo pico de largura sub-natural, o qual evidencia que esta estrutura esta associada a um desdobramento do nível fundamental induzido por feixes de bombeio fortes. ´E apresentado um modelo simples resolvendo as equações para a matriz densidade num sistema duplo-_, o qual explica qualitativamente a forma dos espectros observados. Na observação da transferência de coerência, nós reportamos a observação da transferência de uma grade de coerência entre diferentes pares de sub-níveis Zeeman pertencentes a diferentes estados hiperfinos. Foi usada a difração de Bragg como assinatura do mecanismo de transferência, cujo espectro com largura sub-natural e dependência com a polarização dos feixes incidentes, revelam a existência de uma coerência transferida para o estado fundamental. Apresentamos um modelo baseado no formalismo tensorial da matriz densidade para descrever a interação entre a luz e dois sistemas de dois níveis degenerados acoplados pela emissão espontânea. Tal modelo reproduz satisfatoriamente os espectros observados. A possibilidade de transferir uma coerência atômica de vida curta para outra de tempo de vida longo ´e de muita importância no campo do processamento quântico da informação

The shape of the Ne.λ6074.3 A° absorption line profile has been investigated using the Zeeman scanning technique. Neon glow discharges at three pressures, 2 Torr, 50 Torr, and 100 Torr, were used as absorbers while a 2 Torr Geissler tube was used as the source. The self-pressure broadening of the observed line was clearly observed and the rate of broadening compares well with theoretical estimates made from the impact theory with a van der Waals interaction assumed. No shift was detected, in contradiction to the theory. This lack of shift, and the rate of pressure broadening observed, were in agreement with the results of Smith (14) regarding the shift and broadening of the Ca.λ6573 A° line by neon. / Science, Faculty of / Physics and Astronomy, Department of / Graduate