KIP-Veröffentlichungen

Diese Thesis stellt das Design, den Aufbau und die Charakterisierung eines kompakten optischen Sagnac-Interferometers vor, das die Phasenmodulation eines fasergekoppelten Electro-Optic Modulator (EOM) in Amplitudenmodulation umwandelt, um lokal adressierbare Mikrowellen–Raman-Übergänge in einem 87Rb-Bose-Einstein Condensate (BEC) zu erzeugen. In dieser Ringgeometrie mit einem 50:50 nicht-polarisierenden Strahlteiler (NPBS) interferieren die gegenläufigen Felder so, dass der optische Träger unterdrückt wird und gerade Modulationsordnungen dominieren. Spektralmessungen mit einer schnellen Photodiode und einem Spektrumanalysator bestätigen dieses Verhalten: ein starkes Signal für gerade Ordnungen m bei gleichzeitiger Unterdrückung ungerader Ordnungen. Das Interferometer liefert mehrere Milliwatt nutzbarer Leistung an den Atomen und arbeitet dank seiner geometrischen Symmetrie und seines polarisationserhaltenden Designs stabil, ohne aktive Längenstabilisierung der Interferometerarme. Für die Wahl ωhf /2 = ωm = 3.417 GHz, die den Übergang |F=1,mF=0? ↔ |F=2,mF=0? adressiert, erreiche ich eine lokalisierte Kopplung im BEC-Apparat, die mit dem Modell übereinstimmt, und beobachte deutliche Rabi-Oszillationen. Schließlich zeige ich, dass sich durch geeignete Pulse und Variation der Entwicklungszeiten (ET) die Evolution der angeregten Zustände verfolgen lässt.

This Thesis presents the design, construction, and characterization of a compact optical Sagnac interferometer that converts the phase modulation of a fiber-coupled Electro-Optic Modulator (EOM) into amplitude modulation to locally address microwave–Raman transitions in a 87Rb Bose–Einstein Condensate (BEC). In this ring geometry with a 50:50 non-polarizing beam splitter (NPBS), the counterpropagating fields interfere such that the optical carrier is suppressed and even modulation orders dominate. Spectral measurements with a fast photodiode and a spectrum analyzer confirm this behavior: a strong signal for even orders m with simultaneous suppression of odd orders. The interferometer delivers several milliwatts of usable power at the atoms and, thanks to its geometric symmetry and polarization-maintaining design, operates stably without active length stabilization of the interferometer arms. For the choice ωhf /2 = ωm = 3.417 GHz addressing the transition |F=1, mF=0? ↔ |F=2, mF=0?, I achieve localized coupling in the BEC apparatus consistent with the model, and observe clear Rabi oscillations. Finally, by applying suitable pulses and varying Evolution Time (ET), I demonstrate tracking of the temporal evolution of the excited states.