Development of an optical tweezer setup for a lithium quantum gas microscope
Constanze Vogel
Programmierbare Quantensimulatoren, mit denen einzelne neutrale Atome manipuliert werden können, bieten vielfältige Möglichkeiten zur Untersuchung von Vielkörperphysik auf mikroskopischer Ebene. Diese Arbeit beschreibt die Entwicklung und Charakterisierung optischer Pinzetten für ein Lithium-Quantengas-Mikroskop zur Realisierung eines solchen Quantensimulators. Die Pinzetten nutzen die attraktive Dipolkraft zwischen Atomen und einem stark fokussierten, rotverstimmten 780nm Laserstrahl, um einzelne Lithium-Atome zu fangen und zu manipulieren. Der optische Aufbau integriert eine kompakte Laserquelle, einen akusto-optischen Detektor (AOD) zur dynamischen Erzeugung und Steuerung der Pinzetten sowie ein Linsensystem, um möglichst enge Dipolfallen zu generieren. Die Steuerung erfolgt über das ARTIQ (Advanced Real-Time Infrastructure for Quantum Physics) Kontrollsystem, wobei ein Arbitrary-Waveform-Generator (AWG) als primäre Schnittstelle zum AOD dient. Um Atome von beliebigen Anfangskonfigurationen in gewünschte Zielgeometrien zu überführen, wurde ein Sortieralgorithmus implementiert und in ARTIQ integriert. Insgesamt ermöglicht der in dieser Arbeit beschriebene optische Aufbau das Fangen und Manipulieren einzelner Lithium-Atome. Dessen Integration in das Experiment und das erfolgreiche Einfangen von Atomen bilden eine wichtige Grundlage für die weitere Realisierung des Quantengas-Mikroskops.
•Sep 1, 2026•0 citations