Single atom detection in low finesse cavities [Elektronische Ressource] / presented by Albrecht Haase

Dissertationsubmitted to theCombined Faculties for the Natural Sciencesand for Mathematicsof the Ruperto-Carola University of Heidelberg,Germanyfor the degree ofDoctor of Natural Sciencespresented byDipl.-Phys. Albrecht Haaseborn in: BerlinthOral examination: June 29 , 2005Single atom detection in low finesse cavitiesReferees: Prof. Dr. J¨org SchmiedmayerProf. Dr. Markus OberthalerZusammenfassungDetektion einzelner Atome in Resonatoren niedriger FinesseImRahmendieserDoktorarbeitwurdederGrundsteingelegtfur¨ dieIntegrationmikroop-tischer Elements auf Atomchips. Dies beinhaltete theoretische und experimentelle Un-tersuchungen zur Mo¨glichkeit der Detektion einzelner Atome mit Hilfe von optischenResonatoren niedriger Gut¨ e. Hierfur¨ wurde ein theoretisches Model zur Beschreibungdes gekoppelten Systems Atom-Resonator entwickelt. Angewandt auf einen optischenFaserresonator auf dem Atomchip, sagt dieses Model das Erreichen eines Signal-zu-Rausch-Verh¨altnisses von ub¨ er 30 fur¨ die Einzelatomdetektion voraus, fur¨ Meßintervallevon 10μs.Des weiteren wurde ein Experiment mit kalten Rubidium Atomen aufgebaut, das denersten Atomchip mit integriertem Faserresonator aufnehmen wird. Eine Serie von Ex-perimentenmiteinemmakroskopischenTestresonator,derinseinenEigenschafteneinemFaserresonantor gleicht, wurde durchgefuhrt¨ .