KIP publications

 
year 2020
author(s) Marius Sparn
title A Setup for Creating Arbitrary Potentials in a Two-dimensional 39K BEC with a Digital Micromirror Device
KIP-Nummer HD-KIP 20-68
KIP-Gruppe(n) F17,F20,P3
document type Masterarbeit
Abstract (de)

This thesis presents a setup capable of creating arbitrary potentials for a two-dimensional Bose-Einstein condensate. A Digital Micromirror Device is used to spatially modulate and thus shape a laser beam. Reimaged to the position of the atomic cloud, this laser beam can create spatially configurable potentials. Numerical calculations of the resulting potentials and light intensities in the trapping region are carried out for 39K and a laser with a wavelength of 532nm. Special emphasis is given to the implementation of variable intensities (grayscales) via spatial averaging and mitigation of diffraction effects. It is shown that a high resolution of the DMD is crucial for maximum grayscales and mitigation of distortions. Results from a test setup are presented along with two algorithms aiming at the minimization of distortions and diffraction effects. This setup can be transferred to the main experiment with only small modifications.

Abstract (en)

In dieser Arbeit wird ein Aufbau vorgestellt, der in der Lage ist, beliebige Potentiale für ein zweidimensionales Bose-Einstein-Kondensat zu erzeugen. Ein Digital Micromirror Device wird verwendet, um einen Laserstrahl räumlich zu modulieren und somit zu formen. Auf die Position der Atomwolke abgebildet, kann dieser Laserstrahl räumlich konfigurierbare Potentiale erzeugen. Numerische Berechnungen der resultierenden Potentiale und Lichtintensitäten im Fallenbereich werden für 39K und einen Laser mit einer Wellenlänge von 532nm durchgeführt. Besonderer Wert wird auf die Implementierung variabler Intensitäten (Graustufen) durch räumliche Mittelung und die Minimierung von Beugungseffekten gelegt. Es wird gezeigt, dass eine hohe Auflösung des DMD entscheidend für maximale Graustufen und die Verringerung von Beugungseffekten ist. Die Ergebnisse einer Versuchsanordnung werden neben zwei Algorithmen vorgestellt, die auf die Minimierung von Verzerrungen und Beugungseffekten ausgelegt sind. Dieser Aufbau kann mit geringfügigen Modifikationen in das Hauptexperiment übernommen werden.

bibtex
@mastersthesis{DMDpotential,
  author   = {Marius Sparn},
  title    = {A Setup for Creating Arbitrary Potentials in a Two-dimensional 39K BEC with a Digital Micromirror Device},
  school   = {Universit\"at Heidelberg},
  year     = {2020},
  type     = {Masterarbeit}
}
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