Abstract

An imaging system is presented that is capable of far-detuned non-destructive imaging of a Bose–Einstein condensate with the signal proportional to the second spatial derivative of the density. Whilst demonstrated with application to Rb85, the technique generalizes to other atomic species and is shown to be capable of a signal-to-noise of 25 at 1 GHz detuning with 100 in-trap images showing no observable heating or atom loss. The technique is also applied to the observation of individual trajectories of stochastic dynamics inaccessible to single shot imaging. Coupled with a fast optical phase locked loop, the system is capable of dynamically switching to resonant absorption imaging during the experiment.

© 2016 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article
OSA Recommended Articles
Demonstration and characterization of a detector for minimally destructive detection of Bose condensed atoms in real time

Cristina Figl, Laurent Longchambon, Matthew Jeppesen, Michael Kruger, Hans A. Bachor, Nicholas P. Robins, and John D. Close
Appl. Opt. 45(15) 3415-3419 (2006)

Time-of-flight detection of ultra-cold atoms using resonant frequency modulation imaging

K. S. Hardman, P. B. Wigley, P. J. Everitt, P. Manju, C. C. N. Kuhn, and N. P. Robins
Opt. Lett. 41(11) 2505-2508 (2016)

Direct Measurement of the Atom Number in a Bose Condensate

Hung-Wen Cho, Yan-Cheng He, Thorsten Peters, Yi-Hsin Chen, Han-Chang Chen, Sheng-Chiun Lin, Yi-Chi Lee, and Ite A. Yu
Opt. Express 15(19) 12114-12122 (2007)

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. N. P. Robins, P. A. Altin, J. E. Debs, and J. D. Close, Phys. Rep. 529, 265 (2013).
    [Crossref]
  2. L. D. Carr and J. Brand, Phys. Rev. Lett. 92, 040401 (2004).
    [Crossref]
  3. V. Y. F. Leung, A. G. Truscott, and K. G. H. Baldwin, Phys. Rev. A 66, 061602 (2002).
    [Crossref]
  4. C. C. Bradley, C. A. Sackett, and R. G. Hulet, Phys. Rev. A 55, 3951 (1997).
    [Crossref]
  5. C. C. Bradley, C. A. Sackett, and R. G. Hulet, Phys. Rev. Lett. 78, 985 (1997).
    [Crossref]
  6. M. Gajdacz, P. L. Pedersen, T. Mørch, A. J. Hilliard, J. Arlt, and J. F. Sherson, Rev. Sci. Instrum. 84, 083105 (2013).
    [Crossref]
  7. M. R. Andrews, M. O. Mewes, N. J. V. Druten, D. S. Durfee, D. M. Kurn, and W. Ketterle, Science 273, 84 (1996).
    [Crossref]
  8. M. Pappa, P. C. Condylis, G. O. Konstantinidis, V. Bolpasi, A. Lazoudis, O. Morizot, D. Sahagun, M. Baker, and W. V. Klitzing, New J. Phys. 13, 115012 (2011).
    [Crossref]
  9. A. Reinhard, J. F. Riou, L. A. Zundel, and D. S. Weiss, Opt. Commun. 324, 30 (2014).
    [Crossref]
  10. M. R. Andrews, D. M. Kurn, H. J. Miesner, D. S. Durfee, C. G. Townsend, S. Inouye, and W. Ketterle, Phys. Rev. Lett. 79, 553 (1997).
    [Crossref]
  11. R. Meppelink, R. A. Rozendaal, S. B. Koller, J. M. Vogels, and P. van der Straten, Phys. Rev. A 81, 053632 (2010).
    [Crossref]
  12. J. M. Higbie, L. E. Sadler, S. Inouye, A. P. Chikkatur, S. R. Leslie, K. L. Moore, V. Savalli, and D. M. Stamper-Kurn, Phys. Rev. Lett. 95, 050401 (2005).
    [Crossref]
  13. S. Franke-Arnold, M. Arndt, and A. Zeilinger, J. Phys. B 34, 2527 (2001).
    [Crossref]
  14. M. Langer, P. Cloetens, J. P. Guigay, and F. Peyrin, Med. Phys. 35, 4556 (2008).
    [Crossref]
  15. L. D. Turner, K. F. E. M. Domen, and R. E. Scholten, Phys. Rev. A 72, 031403 (2005).
    [Crossref]
  16. L. D. Turner, K. P. Weber, D. Paganin, and R. E. Scholten, Opt. Lett. 29, 232 (2004).
    [Crossref]
  17. R. Hooke, in Micrographia (London, 1665), pp. 217–219.
  18. G. S. Settles, Schlieren and Shadowgraph Techniques: Visualizing Phenomena in Transparent Media, Experimental Fluid Mechanics, 1st ed. (Springer-Verlag, 2001).
  19. C. Wei, S. Yan, A. Jia, Y. Luo, Q. Hu, and Z. Li, Chin. Opt. Lett. 14, 051403 (2016).
    [Crossref]
  20. C. C. N. Kuhn, G. D. McDonald, K. S. Hardman, S. Bennetts, P. J. Everitt, P. A. Altin, J. E. Debs, J. D. Close, and N. P. Robins, New J. Phys. 16, 073035 (2014).
    [Crossref]
  21. J. H. V. Nguyen, P. Dyke, D. Luo, B. A. Malomed, and R. G. Hulet, Nat. Phys. 10, 918 (2014).
    [Crossref]
  22. G. McDonald, C. Kuhn, K. Hardman, S. Bennetts, P. Everitt, P. Altin, J. Debs, J. Close, and N. Robins, Phys. Rev. Lett. 113, 013002 (2014).
    [Crossref]
  23. H. Saito and M. Ueda, Phys. Rev. Lett. 86, 1406 (2001).
    [Crossref]
  24. H. Saito and M. Ueda, Phys. Rev. A 63, 043601 (2001).
    [Crossref]
  25. E. A. Donley, N. R. Claussen, S. L. Cornish, J. L. Roberts, E. A. Cornell, and C. E. Wieman, Nature 412, 295 (2001).
    [Crossref]
  26. P. A. Altin, G. R. Dennis, G. D. McDonald, D. Döring, J. E. Debs, J. D. Close, C. M. Savage, and N. P. Robins, Phys. Rev. A 84, 033632 (2011).
    [Crossref]
  27. W. Ketterle, D. S. Durfee, and D. M. Stamper-Kurn, in Proceedings of the International School of Physics “Enrico Fermi” (1999).
  28. J. W. Goodman, Introduction to Fourier Optics (Roberts and Company, 2005).
  29. L. J. Allen and M. P. Oxley, Opt. Commun. 199, 65 (2001).
    [Crossref]
  30. T. E. Gureyev, C. Raven, A. Snigirev, I. Snigireva, and S. W. Wilkins, J. Phys. D 32, 563 (1999).
    [Crossref]
  31. T. E. Gureyev and K. A. Nugent, Opt. Commun. 133, 339 (1997).
    [Crossref]
  32. T. E. Gureyev and K. A. Nugent, J. Opt. Soc. Am. A 13, 1670 (1996).
    [Crossref]
  33. M. R. Teague, J. Opt. Soc. Am. 73, 1434 (1983).
    [Crossref]
  34. D. Paganin and K. A. Nugent, Phys. Rev. Lett. 80, 2586 (1998).
    [Crossref]
  35. J. L. Roberts, J. P. Burke, N. R. Claussen, S. L. Cornish, E. A. Donley, and C. E. Wieman, Phys. Rev. A 64, 024702 (2001).
    [Crossref]

2016 (1)

2014 (4)

A. Reinhard, J. F. Riou, L. A. Zundel, and D. S. Weiss, Opt. Commun. 324, 30 (2014).
[Crossref]

C. C. N. Kuhn, G. D. McDonald, K. S. Hardman, S. Bennetts, P. J. Everitt, P. A. Altin, J. E. Debs, J. D. Close, and N. P. Robins, New J. Phys. 16, 073035 (2014).
[Crossref]

J. H. V. Nguyen, P. Dyke, D. Luo, B. A. Malomed, and R. G. Hulet, Nat. Phys. 10, 918 (2014).
[Crossref]

G. McDonald, C. Kuhn, K. Hardman, S. Bennetts, P. Everitt, P. Altin, J. Debs, J. Close, and N. Robins, Phys. Rev. Lett. 113, 013002 (2014).
[Crossref]

2013 (2)

M. Gajdacz, P. L. Pedersen, T. Mørch, A. J. Hilliard, J. Arlt, and J. F. Sherson, Rev. Sci. Instrum. 84, 083105 (2013).
[Crossref]

N. P. Robins, P. A. Altin, J. E. Debs, and J. D. Close, Phys. Rep. 529, 265 (2013).
[Crossref]

2011 (2)

P. A. Altin, G. R. Dennis, G. D. McDonald, D. Döring, J. E. Debs, J. D. Close, C. M. Savage, and N. P. Robins, Phys. Rev. A 84, 033632 (2011).
[Crossref]

M. Pappa, P. C. Condylis, G. O. Konstantinidis, V. Bolpasi, A. Lazoudis, O. Morizot, D. Sahagun, M. Baker, and W. V. Klitzing, New J. Phys. 13, 115012 (2011).
[Crossref]

2010 (1)

R. Meppelink, R. A. Rozendaal, S. B. Koller, J. M. Vogels, and P. van der Straten, Phys. Rev. A 81, 053632 (2010).
[Crossref]

2008 (1)

M. Langer, P. Cloetens, J. P. Guigay, and F. Peyrin, Med. Phys. 35, 4556 (2008).
[Crossref]

2005 (2)

L. D. Turner, K. F. E. M. Domen, and R. E. Scholten, Phys. Rev. A 72, 031403 (2005).
[Crossref]

J. M. Higbie, L. E. Sadler, S. Inouye, A. P. Chikkatur, S. R. Leslie, K. L. Moore, V. Savalli, and D. M. Stamper-Kurn, Phys. Rev. Lett. 95, 050401 (2005).
[Crossref]

2004 (2)

2002 (1)

V. Y. F. Leung, A. G. Truscott, and K. G. H. Baldwin, Phys. Rev. A 66, 061602 (2002).
[Crossref]

2001 (6)

S. Franke-Arnold, M. Arndt, and A. Zeilinger, J. Phys. B 34, 2527 (2001).
[Crossref]

H. Saito and M. Ueda, Phys. Rev. Lett. 86, 1406 (2001).
[Crossref]

H. Saito and M. Ueda, Phys. Rev. A 63, 043601 (2001).
[Crossref]

E. A. Donley, N. R. Claussen, S. L. Cornish, J. L. Roberts, E. A. Cornell, and C. E. Wieman, Nature 412, 295 (2001).
[Crossref]

J. L. Roberts, J. P. Burke, N. R. Claussen, S. L. Cornish, E. A. Donley, and C. E. Wieman, Phys. Rev. A 64, 024702 (2001).
[Crossref]

L. J. Allen and M. P. Oxley, Opt. Commun. 199, 65 (2001).
[Crossref]

1999 (1)

T. E. Gureyev, C. Raven, A. Snigirev, I. Snigireva, and S. W. Wilkins, J. Phys. D 32, 563 (1999).
[Crossref]

1998 (1)

D. Paganin and K. A. Nugent, Phys. Rev. Lett. 80, 2586 (1998).
[Crossref]

1997 (4)

T. E. Gureyev and K. A. Nugent, Opt. Commun. 133, 339 (1997).
[Crossref]

C. C. Bradley, C. A. Sackett, and R. G. Hulet, Phys. Rev. A 55, 3951 (1997).
[Crossref]

C. C. Bradley, C. A. Sackett, and R. G. Hulet, Phys. Rev. Lett. 78, 985 (1997).
[Crossref]

M. R. Andrews, D. M. Kurn, H. J. Miesner, D. S. Durfee, C. G. Townsend, S. Inouye, and W. Ketterle, Phys. Rev. Lett. 79, 553 (1997).
[Crossref]

1996 (2)

M. R. Andrews, M. O. Mewes, N. J. V. Druten, D. S. Durfee, D. M. Kurn, and W. Ketterle, Science 273, 84 (1996).
[Crossref]

T. E. Gureyev and K. A. Nugent, J. Opt. Soc. Am. A 13, 1670 (1996).
[Crossref]

1983 (1)

Allen, L. J.

L. J. Allen and M. P. Oxley, Opt. Commun. 199, 65 (2001).
[Crossref]

Altin, P.

G. McDonald, C. Kuhn, K. Hardman, S. Bennetts, P. Everitt, P. Altin, J. Debs, J. Close, and N. Robins, Phys. Rev. Lett. 113, 013002 (2014).
[Crossref]

Altin, P. A.

C. C. N. Kuhn, G. D. McDonald, K. S. Hardman, S. Bennetts, P. J. Everitt, P. A. Altin, J. E. Debs, J. D. Close, and N. P. Robins, New J. Phys. 16, 073035 (2014).
[Crossref]

N. P. Robins, P. A. Altin, J. E. Debs, and J. D. Close, Phys. Rep. 529, 265 (2013).
[Crossref]

P. A. Altin, G. R. Dennis, G. D. McDonald, D. Döring, J. E. Debs, J. D. Close, C. M. Savage, and N. P. Robins, Phys. Rev. A 84, 033632 (2011).
[Crossref]

Andrews, M. R.

M. R. Andrews, D. M. Kurn, H. J. Miesner, D. S. Durfee, C. G. Townsend, S. Inouye, and W. Ketterle, Phys. Rev. Lett. 79, 553 (1997).
[Crossref]

M. R. Andrews, M. O. Mewes, N. J. V. Druten, D. S. Durfee, D. M. Kurn, and W. Ketterle, Science 273, 84 (1996).
[Crossref]

Arlt, J.

M. Gajdacz, P. L. Pedersen, T. Mørch, A. J. Hilliard, J. Arlt, and J. F. Sherson, Rev. Sci. Instrum. 84, 083105 (2013).
[Crossref]

Arndt, M.

S. Franke-Arnold, M. Arndt, and A. Zeilinger, J. Phys. B 34, 2527 (2001).
[Crossref]

Baker, M.

M. Pappa, P. C. Condylis, G. O. Konstantinidis, V. Bolpasi, A. Lazoudis, O. Morizot, D. Sahagun, M. Baker, and W. V. Klitzing, New J. Phys. 13, 115012 (2011).
[Crossref]

Baldwin, K. G. H.

V. Y. F. Leung, A. G. Truscott, and K. G. H. Baldwin, Phys. Rev. A 66, 061602 (2002).
[Crossref]

Bennetts, S.

C. C. N. Kuhn, G. D. McDonald, K. S. Hardman, S. Bennetts, P. J. Everitt, P. A. Altin, J. E. Debs, J. D. Close, and N. P. Robins, New J. Phys. 16, 073035 (2014).
[Crossref]

G. McDonald, C. Kuhn, K. Hardman, S. Bennetts, P. Everitt, P. Altin, J. Debs, J. Close, and N. Robins, Phys. Rev. Lett. 113, 013002 (2014).
[Crossref]

Bolpasi, V.

M. Pappa, P. C. Condylis, G. O. Konstantinidis, V. Bolpasi, A. Lazoudis, O. Morizot, D. Sahagun, M. Baker, and W. V. Klitzing, New J. Phys. 13, 115012 (2011).
[Crossref]

Bradley, C. C.

C. C. Bradley, C. A. Sackett, and R. G. Hulet, Phys. Rev. A 55, 3951 (1997).
[Crossref]

C. C. Bradley, C. A. Sackett, and R. G. Hulet, Phys. Rev. Lett. 78, 985 (1997).
[Crossref]

Brand, J.

L. D. Carr and J. Brand, Phys. Rev. Lett. 92, 040401 (2004).
[Crossref]

Burke, J. P.

J. L. Roberts, J. P. Burke, N. R. Claussen, S. L. Cornish, E. A. Donley, and C. E. Wieman, Phys. Rev. A 64, 024702 (2001).
[Crossref]

Carr, L. D.

L. D. Carr and J. Brand, Phys. Rev. Lett. 92, 040401 (2004).
[Crossref]

Chikkatur, A. P.

J. M. Higbie, L. E. Sadler, S. Inouye, A. P. Chikkatur, S. R. Leslie, K. L. Moore, V. Savalli, and D. M. Stamper-Kurn, Phys. Rev. Lett. 95, 050401 (2005).
[Crossref]

Claussen, N. R.

J. L. Roberts, J. P. Burke, N. R. Claussen, S. L. Cornish, E. A. Donley, and C. E. Wieman, Phys. Rev. A 64, 024702 (2001).
[Crossref]

E. A. Donley, N. R. Claussen, S. L. Cornish, J. L. Roberts, E. A. Cornell, and C. E. Wieman, Nature 412, 295 (2001).
[Crossref]

Cloetens, P.

M. Langer, P. Cloetens, J. P. Guigay, and F. Peyrin, Med. Phys. 35, 4556 (2008).
[Crossref]

Close, J.

G. McDonald, C. Kuhn, K. Hardman, S. Bennetts, P. Everitt, P. Altin, J. Debs, J. Close, and N. Robins, Phys. Rev. Lett. 113, 013002 (2014).
[Crossref]

Close, J. D.

C. C. N. Kuhn, G. D. McDonald, K. S. Hardman, S. Bennetts, P. J. Everitt, P. A. Altin, J. E. Debs, J. D. Close, and N. P. Robins, New J. Phys. 16, 073035 (2014).
[Crossref]

N. P. Robins, P. A. Altin, J. E. Debs, and J. D. Close, Phys. Rep. 529, 265 (2013).
[Crossref]

P. A. Altin, G. R. Dennis, G. D. McDonald, D. Döring, J. E. Debs, J. D. Close, C. M. Savage, and N. P. Robins, Phys. Rev. A 84, 033632 (2011).
[Crossref]

Condylis, P. C.

M. Pappa, P. C. Condylis, G. O. Konstantinidis, V. Bolpasi, A. Lazoudis, O. Morizot, D. Sahagun, M. Baker, and W. V. Klitzing, New J. Phys. 13, 115012 (2011).
[Crossref]

Cornell, E. A.

E. A. Donley, N. R. Claussen, S. L. Cornish, J. L. Roberts, E. A. Cornell, and C. E. Wieman, Nature 412, 295 (2001).
[Crossref]

Cornish, S. L.

E. A. Donley, N. R. Claussen, S. L. Cornish, J. L. Roberts, E. A. Cornell, and C. E. Wieman, Nature 412, 295 (2001).
[Crossref]

J. L. Roberts, J. P. Burke, N. R. Claussen, S. L. Cornish, E. A. Donley, and C. E. Wieman, Phys. Rev. A 64, 024702 (2001).
[Crossref]

Debs, J.

G. McDonald, C. Kuhn, K. Hardman, S. Bennetts, P. Everitt, P. Altin, J. Debs, J. Close, and N. Robins, Phys. Rev. Lett. 113, 013002 (2014).
[Crossref]

Debs, J. E.

C. C. N. Kuhn, G. D. McDonald, K. S. Hardman, S. Bennetts, P. J. Everitt, P. A. Altin, J. E. Debs, J. D. Close, and N. P. Robins, New J. Phys. 16, 073035 (2014).
[Crossref]

N. P. Robins, P. A. Altin, J. E. Debs, and J. D. Close, Phys. Rep. 529, 265 (2013).
[Crossref]

P. A. Altin, G. R. Dennis, G. D. McDonald, D. Döring, J. E. Debs, J. D. Close, C. M. Savage, and N. P. Robins, Phys. Rev. A 84, 033632 (2011).
[Crossref]

Dennis, G. R.

P. A. Altin, G. R. Dennis, G. D. McDonald, D. Döring, J. E. Debs, J. D. Close, C. M. Savage, and N. P. Robins, Phys. Rev. A 84, 033632 (2011).
[Crossref]

Domen, K. F. E. M.

L. D. Turner, K. F. E. M. Domen, and R. E. Scholten, Phys. Rev. A 72, 031403 (2005).
[Crossref]

Donley, E. A.

E. A. Donley, N. R. Claussen, S. L. Cornish, J. L. Roberts, E. A. Cornell, and C. E. Wieman, Nature 412, 295 (2001).
[Crossref]

J. L. Roberts, J. P. Burke, N. R. Claussen, S. L. Cornish, E. A. Donley, and C. E. Wieman, Phys. Rev. A 64, 024702 (2001).
[Crossref]

Döring, D.

P. A. Altin, G. R. Dennis, G. D. McDonald, D. Döring, J. E. Debs, J. D. Close, C. M. Savage, and N. P. Robins, Phys. Rev. A 84, 033632 (2011).
[Crossref]

Druten, N. J. V.

M. R. Andrews, M. O. Mewes, N. J. V. Druten, D. S. Durfee, D. M. Kurn, and W. Ketterle, Science 273, 84 (1996).
[Crossref]

Durfee, D. S.

M. R. Andrews, D. M. Kurn, H. J. Miesner, D. S. Durfee, C. G. Townsend, S. Inouye, and W. Ketterle, Phys. Rev. Lett. 79, 553 (1997).
[Crossref]

M. R. Andrews, M. O. Mewes, N. J. V. Druten, D. S. Durfee, D. M. Kurn, and W. Ketterle, Science 273, 84 (1996).
[Crossref]

W. Ketterle, D. S. Durfee, and D. M. Stamper-Kurn, in Proceedings of the International School of Physics “Enrico Fermi” (1999).

Dyke, P.

J. H. V. Nguyen, P. Dyke, D. Luo, B. A. Malomed, and R. G. Hulet, Nat. Phys. 10, 918 (2014).
[Crossref]

Everitt, P.

G. McDonald, C. Kuhn, K. Hardman, S. Bennetts, P. Everitt, P. Altin, J. Debs, J. Close, and N. Robins, Phys. Rev. Lett. 113, 013002 (2014).
[Crossref]

Everitt, P. J.

C. C. N. Kuhn, G. D. McDonald, K. S. Hardman, S. Bennetts, P. J. Everitt, P. A. Altin, J. E. Debs, J. D. Close, and N. P. Robins, New J. Phys. 16, 073035 (2014).
[Crossref]

Franke-Arnold, S.

S. Franke-Arnold, M. Arndt, and A. Zeilinger, J. Phys. B 34, 2527 (2001).
[Crossref]

Gajdacz, M.

M. Gajdacz, P. L. Pedersen, T. Mørch, A. J. Hilliard, J. Arlt, and J. F. Sherson, Rev. Sci. Instrum. 84, 083105 (2013).
[Crossref]

Goodman, J. W.

J. W. Goodman, Introduction to Fourier Optics (Roberts and Company, 2005).

Guigay, J. P.

M. Langer, P. Cloetens, J. P. Guigay, and F. Peyrin, Med. Phys. 35, 4556 (2008).
[Crossref]

Gureyev, T. E.

T. E. Gureyev, C. Raven, A. Snigirev, I. Snigireva, and S. W. Wilkins, J. Phys. D 32, 563 (1999).
[Crossref]

T. E. Gureyev and K. A. Nugent, Opt. Commun. 133, 339 (1997).
[Crossref]

T. E. Gureyev and K. A. Nugent, J. Opt. Soc. Am. A 13, 1670 (1996).
[Crossref]

Hardman, K.

G. McDonald, C. Kuhn, K. Hardman, S. Bennetts, P. Everitt, P. Altin, J. Debs, J. Close, and N. Robins, Phys. Rev. Lett. 113, 013002 (2014).
[Crossref]

Hardman, K. S.

C. C. N. Kuhn, G. D. McDonald, K. S. Hardman, S. Bennetts, P. J. Everitt, P. A. Altin, J. E. Debs, J. D. Close, and N. P. Robins, New J. Phys. 16, 073035 (2014).
[Crossref]

Higbie, J. M.

J. M. Higbie, L. E. Sadler, S. Inouye, A. P. Chikkatur, S. R. Leslie, K. L. Moore, V. Savalli, and D. M. Stamper-Kurn, Phys. Rev. Lett. 95, 050401 (2005).
[Crossref]

Hilliard, A. J.

M. Gajdacz, P. L. Pedersen, T. Mørch, A. J. Hilliard, J. Arlt, and J. F. Sherson, Rev. Sci. Instrum. 84, 083105 (2013).
[Crossref]

Hooke, R.

R. Hooke, in Micrographia (London, 1665), pp. 217–219.

Hu, Q.

Hulet, R. G.

J. H. V. Nguyen, P. Dyke, D. Luo, B. A. Malomed, and R. G. Hulet, Nat. Phys. 10, 918 (2014).
[Crossref]

C. C. Bradley, C. A. Sackett, and R. G. Hulet, Phys. Rev. A 55, 3951 (1997).
[Crossref]

C. C. Bradley, C. A. Sackett, and R. G. Hulet, Phys. Rev. Lett. 78, 985 (1997).
[Crossref]

Inouye, S.

J. M. Higbie, L. E. Sadler, S. Inouye, A. P. Chikkatur, S. R. Leslie, K. L. Moore, V. Savalli, and D. M. Stamper-Kurn, Phys. Rev. Lett. 95, 050401 (2005).
[Crossref]

M. R. Andrews, D. M. Kurn, H. J. Miesner, D. S. Durfee, C. G. Townsend, S. Inouye, and W. Ketterle, Phys. Rev. Lett. 79, 553 (1997).
[Crossref]

Jia, A.

Ketterle, W.

M. R. Andrews, D. M. Kurn, H. J. Miesner, D. S. Durfee, C. G. Townsend, S. Inouye, and W. Ketterle, Phys. Rev. Lett. 79, 553 (1997).
[Crossref]

M. R. Andrews, M. O. Mewes, N. J. V. Druten, D. S. Durfee, D. M. Kurn, and W. Ketterle, Science 273, 84 (1996).
[Crossref]

W. Ketterle, D. S. Durfee, and D. M. Stamper-Kurn, in Proceedings of the International School of Physics “Enrico Fermi” (1999).

Klitzing, W. V.

M. Pappa, P. C. Condylis, G. O. Konstantinidis, V. Bolpasi, A. Lazoudis, O. Morizot, D. Sahagun, M. Baker, and W. V. Klitzing, New J. Phys. 13, 115012 (2011).
[Crossref]

Koller, S. B.

R. Meppelink, R. A. Rozendaal, S. B. Koller, J. M. Vogels, and P. van der Straten, Phys. Rev. A 81, 053632 (2010).
[Crossref]

Konstantinidis, G. O.

M. Pappa, P. C. Condylis, G. O. Konstantinidis, V. Bolpasi, A. Lazoudis, O. Morizot, D. Sahagun, M. Baker, and W. V. Klitzing, New J. Phys. 13, 115012 (2011).
[Crossref]

Kuhn, C.

G. McDonald, C. Kuhn, K. Hardman, S. Bennetts, P. Everitt, P. Altin, J. Debs, J. Close, and N. Robins, Phys. Rev. Lett. 113, 013002 (2014).
[Crossref]

Kuhn, C. C. N.

C. C. N. Kuhn, G. D. McDonald, K. S. Hardman, S. Bennetts, P. J. Everitt, P. A. Altin, J. E. Debs, J. D. Close, and N. P. Robins, New J. Phys. 16, 073035 (2014).
[Crossref]

Kurn, D. M.

M. R. Andrews, D. M. Kurn, H. J. Miesner, D. S. Durfee, C. G. Townsend, S. Inouye, and W. Ketterle, Phys. Rev. Lett. 79, 553 (1997).
[Crossref]

M. R. Andrews, M. O. Mewes, N. J. V. Druten, D. S. Durfee, D. M. Kurn, and W. Ketterle, Science 273, 84 (1996).
[Crossref]

Langer, M.

M. Langer, P. Cloetens, J. P. Guigay, and F. Peyrin, Med. Phys. 35, 4556 (2008).
[Crossref]

Lazoudis, A.

M. Pappa, P. C. Condylis, G. O. Konstantinidis, V. Bolpasi, A. Lazoudis, O. Morizot, D. Sahagun, M. Baker, and W. V. Klitzing, New J. Phys. 13, 115012 (2011).
[Crossref]

Leslie, S. R.

J. M. Higbie, L. E. Sadler, S. Inouye, A. P. Chikkatur, S. R. Leslie, K. L. Moore, V. Savalli, and D. M. Stamper-Kurn, Phys. Rev. Lett. 95, 050401 (2005).
[Crossref]

Leung, V. Y. F.

V. Y. F. Leung, A. G. Truscott, and K. G. H. Baldwin, Phys. Rev. A 66, 061602 (2002).
[Crossref]

Li, Z.

Luo, D.

J. H. V. Nguyen, P. Dyke, D. Luo, B. A. Malomed, and R. G. Hulet, Nat. Phys. 10, 918 (2014).
[Crossref]

Luo, Y.

Malomed, B. A.

J. H. V. Nguyen, P. Dyke, D. Luo, B. A. Malomed, and R. G. Hulet, Nat. Phys. 10, 918 (2014).
[Crossref]

McDonald, G.

G. McDonald, C. Kuhn, K. Hardman, S. Bennetts, P. Everitt, P. Altin, J. Debs, J. Close, and N. Robins, Phys. Rev. Lett. 113, 013002 (2014).
[Crossref]

McDonald, G. D.

C. C. N. Kuhn, G. D. McDonald, K. S. Hardman, S. Bennetts, P. J. Everitt, P. A. Altin, J. E. Debs, J. D. Close, and N. P. Robins, New J. Phys. 16, 073035 (2014).
[Crossref]

P. A. Altin, G. R. Dennis, G. D. McDonald, D. Döring, J. E. Debs, J. D. Close, C. M. Savage, and N. P. Robins, Phys. Rev. A 84, 033632 (2011).
[Crossref]

Meppelink, R.

R. Meppelink, R. A. Rozendaal, S. B. Koller, J. M. Vogels, and P. van der Straten, Phys. Rev. A 81, 053632 (2010).
[Crossref]

Mewes, M. O.

M. R. Andrews, M. O. Mewes, N. J. V. Druten, D. S. Durfee, D. M. Kurn, and W. Ketterle, Science 273, 84 (1996).
[Crossref]

Miesner, H. J.

M. R. Andrews, D. M. Kurn, H. J. Miesner, D. S. Durfee, C. G. Townsend, S. Inouye, and W. Ketterle, Phys. Rev. Lett. 79, 553 (1997).
[Crossref]

Moore, K. L.

J. M. Higbie, L. E. Sadler, S. Inouye, A. P. Chikkatur, S. R. Leslie, K. L. Moore, V. Savalli, and D. M. Stamper-Kurn, Phys. Rev. Lett. 95, 050401 (2005).
[Crossref]

Mørch, T.

M. Gajdacz, P. L. Pedersen, T. Mørch, A. J. Hilliard, J. Arlt, and J. F. Sherson, Rev. Sci. Instrum. 84, 083105 (2013).
[Crossref]

Morizot, O.

M. Pappa, P. C. Condylis, G. O. Konstantinidis, V. Bolpasi, A. Lazoudis, O. Morizot, D. Sahagun, M. Baker, and W. V. Klitzing, New J. Phys. 13, 115012 (2011).
[Crossref]

Nguyen, J. H. V.

J. H. V. Nguyen, P. Dyke, D. Luo, B. A. Malomed, and R. G. Hulet, Nat. Phys. 10, 918 (2014).
[Crossref]

Nugent, K. A.

D. Paganin and K. A. Nugent, Phys. Rev. Lett. 80, 2586 (1998).
[Crossref]

T. E. Gureyev and K. A. Nugent, Opt. Commun. 133, 339 (1997).
[Crossref]

T. E. Gureyev and K. A. Nugent, J. Opt. Soc. Am. A 13, 1670 (1996).
[Crossref]

Oxley, M. P.

L. J. Allen and M. P. Oxley, Opt. Commun. 199, 65 (2001).
[Crossref]

Paganin, D.

Pappa, M.

M. Pappa, P. C. Condylis, G. O. Konstantinidis, V. Bolpasi, A. Lazoudis, O. Morizot, D. Sahagun, M. Baker, and W. V. Klitzing, New J. Phys. 13, 115012 (2011).
[Crossref]

Pedersen, P. L.

M. Gajdacz, P. L. Pedersen, T. Mørch, A. J. Hilliard, J. Arlt, and J. F. Sherson, Rev. Sci. Instrum. 84, 083105 (2013).
[Crossref]

Peyrin, F.

M. Langer, P. Cloetens, J. P. Guigay, and F. Peyrin, Med. Phys. 35, 4556 (2008).
[Crossref]

Raven, C.

T. E. Gureyev, C. Raven, A. Snigirev, I. Snigireva, and S. W. Wilkins, J. Phys. D 32, 563 (1999).
[Crossref]

Reinhard, A.

A. Reinhard, J. F. Riou, L. A. Zundel, and D. S. Weiss, Opt. Commun. 324, 30 (2014).
[Crossref]

Riou, J. F.

A. Reinhard, J. F. Riou, L. A. Zundel, and D. S. Weiss, Opt. Commun. 324, 30 (2014).
[Crossref]

Roberts, J. L.

J. L. Roberts, J. P. Burke, N. R. Claussen, S. L. Cornish, E. A. Donley, and C. E. Wieman, Phys. Rev. A 64, 024702 (2001).
[Crossref]

E. A. Donley, N. R. Claussen, S. L. Cornish, J. L. Roberts, E. A. Cornell, and C. E. Wieman, Nature 412, 295 (2001).
[Crossref]

Robins, N.

G. McDonald, C. Kuhn, K. Hardman, S. Bennetts, P. Everitt, P. Altin, J. Debs, J. Close, and N. Robins, Phys. Rev. Lett. 113, 013002 (2014).
[Crossref]

Robins, N. P.

C. C. N. Kuhn, G. D. McDonald, K. S. Hardman, S. Bennetts, P. J. Everitt, P. A. Altin, J. E. Debs, J. D. Close, and N. P. Robins, New J. Phys. 16, 073035 (2014).
[Crossref]

N. P. Robins, P. A. Altin, J. E. Debs, and J. D. Close, Phys. Rep. 529, 265 (2013).
[Crossref]

P. A. Altin, G. R. Dennis, G. D. McDonald, D. Döring, J. E. Debs, J. D. Close, C. M. Savage, and N. P. Robins, Phys. Rev. A 84, 033632 (2011).
[Crossref]

Rozendaal, R. A.

R. Meppelink, R. A. Rozendaal, S. B. Koller, J. M. Vogels, and P. van der Straten, Phys. Rev. A 81, 053632 (2010).
[Crossref]

Sackett, C. A.

C. C. Bradley, C. A. Sackett, and R. G. Hulet, Phys. Rev. A 55, 3951 (1997).
[Crossref]

C. C. Bradley, C. A. Sackett, and R. G. Hulet, Phys. Rev. Lett. 78, 985 (1997).
[Crossref]

Sadler, L. E.

J. M. Higbie, L. E. Sadler, S. Inouye, A. P. Chikkatur, S. R. Leslie, K. L. Moore, V. Savalli, and D. M. Stamper-Kurn, Phys. Rev. Lett. 95, 050401 (2005).
[Crossref]

Sahagun, D.

M. Pappa, P. C. Condylis, G. O. Konstantinidis, V. Bolpasi, A. Lazoudis, O. Morizot, D. Sahagun, M. Baker, and W. V. Klitzing, New J. Phys. 13, 115012 (2011).
[Crossref]

Saito, H.

H. Saito and M. Ueda, Phys. Rev. Lett. 86, 1406 (2001).
[Crossref]

H. Saito and M. Ueda, Phys. Rev. A 63, 043601 (2001).
[Crossref]

Savage, C. M.

P. A. Altin, G. R. Dennis, G. D. McDonald, D. Döring, J. E. Debs, J. D. Close, C. M. Savage, and N. P. Robins, Phys. Rev. A 84, 033632 (2011).
[Crossref]

Savalli, V.

J. M. Higbie, L. E. Sadler, S. Inouye, A. P. Chikkatur, S. R. Leslie, K. L. Moore, V. Savalli, and D. M. Stamper-Kurn, Phys. Rev. Lett. 95, 050401 (2005).
[Crossref]

Scholten, R. E.

L. D. Turner, K. F. E. M. Domen, and R. E. Scholten, Phys. Rev. A 72, 031403 (2005).
[Crossref]

L. D. Turner, K. P. Weber, D. Paganin, and R. E. Scholten, Opt. Lett. 29, 232 (2004).
[Crossref]

Settles, G. S.

G. S. Settles, Schlieren and Shadowgraph Techniques: Visualizing Phenomena in Transparent Media, Experimental Fluid Mechanics, 1st ed. (Springer-Verlag, 2001).

Sherson, J. F.

M. Gajdacz, P. L. Pedersen, T. Mørch, A. J. Hilliard, J. Arlt, and J. F. Sherson, Rev. Sci. Instrum. 84, 083105 (2013).
[Crossref]

Snigirev, A.

T. E. Gureyev, C. Raven, A. Snigirev, I. Snigireva, and S. W. Wilkins, J. Phys. D 32, 563 (1999).
[Crossref]

Snigireva, I.

T. E. Gureyev, C. Raven, A. Snigirev, I. Snigireva, and S. W. Wilkins, J. Phys. D 32, 563 (1999).
[Crossref]

Stamper-Kurn, D. M.

J. M. Higbie, L. E. Sadler, S. Inouye, A. P. Chikkatur, S. R. Leslie, K. L. Moore, V. Savalli, and D. M. Stamper-Kurn, Phys. Rev. Lett. 95, 050401 (2005).
[Crossref]

W. Ketterle, D. S. Durfee, and D. M. Stamper-Kurn, in Proceedings of the International School of Physics “Enrico Fermi” (1999).

Teague, M. R.

Townsend, C. G.

M. R. Andrews, D. M. Kurn, H. J. Miesner, D. S. Durfee, C. G. Townsend, S. Inouye, and W. Ketterle, Phys. Rev. Lett. 79, 553 (1997).
[Crossref]

Truscott, A. G.

V. Y. F. Leung, A. G. Truscott, and K. G. H. Baldwin, Phys. Rev. A 66, 061602 (2002).
[Crossref]

Turner, L. D.

L. D. Turner, K. F. E. M. Domen, and R. E. Scholten, Phys. Rev. A 72, 031403 (2005).
[Crossref]

L. D. Turner, K. P. Weber, D. Paganin, and R. E. Scholten, Opt. Lett. 29, 232 (2004).
[Crossref]

Ueda, M.

H. Saito and M. Ueda, Phys. Rev. Lett. 86, 1406 (2001).
[Crossref]

H. Saito and M. Ueda, Phys. Rev. A 63, 043601 (2001).
[Crossref]

van der Straten, P.

R. Meppelink, R. A. Rozendaal, S. B. Koller, J. M. Vogels, and P. van der Straten, Phys. Rev. A 81, 053632 (2010).
[Crossref]

Vogels, J. M.

R. Meppelink, R. A. Rozendaal, S. B. Koller, J. M. Vogels, and P. van der Straten, Phys. Rev. A 81, 053632 (2010).
[Crossref]

Weber, K. P.

Wei, C.

Weiss, D. S.

A. Reinhard, J. F. Riou, L. A. Zundel, and D. S. Weiss, Opt. Commun. 324, 30 (2014).
[Crossref]

Wieman, C. E.

J. L. Roberts, J. P. Burke, N. R. Claussen, S. L. Cornish, E. A. Donley, and C. E. Wieman, Phys. Rev. A 64, 024702 (2001).
[Crossref]

E. A. Donley, N. R. Claussen, S. L. Cornish, J. L. Roberts, E. A. Cornell, and C. E. Wieman, Nature 412, 295 (2001).
[Crossref]

Wilkins, S. W.

T. E. Gureyev, C. Raven, A. Snigirev, I. Snigireva, and S. W. Wilkins, J. Phys. D 32, 563 (1999).
[Crossref]

Yan, S.

Zeilinger, A.

S. Franke-Arnold, M. Arndt, and A. Zeilinger, J. Phys. B 34, 2527 (2001).
[Crossref]

Zundel, L. A.

A. Reinhard, J. F. Riou, L. A. Zundel, and D. S. Weiss, Opt. Commun. 324, 30 (2014).
[Crossref]

Chin. Opt. Lett. (1)

J. Opt. Soc. Am. (1)

J. Opt. Soc. Am. A (1)

J. Phys. B (1)

S. Franke-Arnold, M. Arndt, and A. Zeilinger, J. Phys. B 34, 2527 (2001).
[Crossref]

J. Phys. D (1)

T. E. Gureyev, C. Raven, A. Snigirev, I. Snigireva, and S. W. Wilkins, J. Phys. D 32, 563 (1999).
[Crossref]

Med. Phys. (1)

M. Langer, P. Cloetens, J. P. Guigay, and F. Peyrin, Med. Phys. 35, 4556 (2008).
[Crossref]

Nat. Phys. (1)

J. H. V. Nguyen, P. Dyke, D. Luo, B. A. Malomed, and R. G. Hulet, Nat. Phys. 10, 918 (2014).
[Crossref]

Nature (1)

E. A. Donley, N. R. Claussen, S. L. Cornish, J. L. Roberts, E. A. Cornell, and C. E. Wieman, Nature 412, 295 (2001).
[Crossref]

New J. Phys. (2)

C. C. N. Kuhn, G. D. McDonald, K. S. Hardman, S. Bennetts, P. J. Everitt, P. A. Altin, J. E. Debs, J. D. Close, and N. P. Robins, New J. Phys. 16, 073035 (2014).
[Crossref]

M. Pappa, P. C. Condylis, G. O. Konstantinidis, V. Bolpasi, A. Lazoudis, O. Morizot, D. Sahagun, M. Baker, and W. V. Klitzing, New J. Phys. 13, 115012 (2011).
[Crossref]

Opt. Commun. (3)

A. Reinhard, J. F. Riou, L. A. Zundel, and D. S. Weiss, Opt. Commun. 324, 30 (2014).
[Crossref]

T. E. Gureyev and K. A. Nugent, Opt. Commun. 133, 339 (1997).
[Crossref]

L. J. Allen and M. P. Oxley, Opt. Commun. 199, 65 (2001).
[Crossref]

Opt. Lett. (1)

Phys. Rep. (1)

N. P. Robins, P. A. Altin, J. E. Debs, and J. D. Close, Phys. Rep. 529, 265 (2013).
[Crossref]

Phys. Rev. A (7)

V. Y. F. Leung, A. G. Truscott, and K. G. H. Baldwin, Phys. Rev. A 66, 061602 (2002).
[Crossref]

C. C. Bradley, C. A. Sackett, and R. G. Hulet, Phys. Rev. A 55, 3951 (1997).
[Crossref]

H. Saito and M. Ueda, Phys. Rev. A 63, 043601 (2001).
[Crossref]

L. D. Turner, K. F. E. M. Domen, and R. E. Scholten, Phys. Rev. A 72, 031403 (2005).
[Crossref]

R. Meppelink, R. A. Rozendaal, S. B. Koller, J. M. Vogels, and P. van der Straten, Phys. Rev. A 81, 053632 (2010).
[Crossref]

J. L. Roberts, J. P. Burke, N. R. Claussen, S. L. Cornish, E. A. Donley, and C. E. Wieman, Phys. Rev. A 64, 024702 (2001).
[Crossref]

P. A. Altin, G. R. Dennis, G. D. McDonald, D. Döring, J. E. Debs, J. D. Close, C. M. Savage, and N. P. Robins, Phys. Rev. A 84, 033632 (2011).
[Crossref]

Phys. Rev. Lett. (7)

D. Paganin and K. A. Nugent, Phys. Rev. Lett. 80, 2586 (1998).
[Crossref]

J. M. Higbie, L. E. Sadler, S. Inouye, A. P. Chikkatur, S. R. Leslie, K. L. Moore, V. Savalli, and D. M. Stamper-Kurn, Phys. Rev. Lett. 95, 050401 (2005).
[Crossref]

G. McDonald, C. Kuhn, K. Hardman, S. Bennetts, P. Everitt, P. Altin, J. Debs, J. Close, and N. Robins, Phys. Rev. Lett. 113, 013002 (2014).
[Crossref]

H. Saito and M. Ueda, Phys. Rev. Lett. 86, 1406 (2001).
[Crossref]

C. C. Bradley, C. A. Sackett, and R. G. Hulet, Phys. Rev. Lett. 78, 985 (1997).
[Crossref]

L. D. Carr and J. Brand, Phys. Rev. Lett. 92, 040401 (2004).
[Crossref]

M. R. Andrews, D. M. Kurn, H. J. Miesner, D. S. Durfee, C. G. Townsend, S. Inouye, and W. Ketterle, Phys. Rev. Lett. 79, 553 (1997).
[Crossref]

Rev. Sci. Instrum. (1)

M. Gajdacz, P. L. Pedersen, T. Mørch, A. J. Hilliard, J. Arlt, and J. F. Sherson, Rev. Sci. Instrum. 84, 083105 (2013).
[Crossref]

Science (1)

M. R. Andrews, M. O. Mewes, N. J. V. Druten, D. S. Durfee, D. M. Kurn, and W. Ketterle, Science 273, 84 (1996).
[Crossref]

Other (4)

W. Ketterle, D. S. Durfee, and D. M. Stamper-Kurn, in Proceedings of the International School of Physics “Enrico Fermi” (1999).

J. W. Goodman, Introduction to Fourier Optics (Roberts and Company, 2005).

R. Hooke, in Micrographia (London, 1665), pp. 217–219.

G. S. Settles, Schlieren and Shadowgraph Techniques: Visualizing Phenomena in Transparent Media, Experimental Fluid Mechanics, 1st ed. (Springer-Verlag, 2001).

Cited By

OSA participates in Crossref's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (5)

Fig. 1.
Fig. 1.

Simplified schematic of the imaging system. The probe light interacts with the BEC, acquiring a phase shift and producing a change in the spatial mode of the light, which is subsequently detected on a high frame-rate CMOS camera.

Fig. 2.
Fig. 2.

Sympathetic evaporation leading to BEC in Rb 85 . Top row shows ten in-trap images of Rb 85 , 100 ms apart, with the final image taken 100 ms before condensation. The lower inset images are Rb 87 . Sympathetic evaporation cools the sample, with the Rb 87 content reducing to zero as the Rb 85 atoms become cooler and denser. The rightmost picture shows a 22 ms time of flight absorption image confirming the phase transition and an accurate count of atoms number, 3 × 10 4 .

Fig. 3.
Fig. 3.

Integrated signal from the 22 ms TOF absorption system following 100 dispersive in-trap images spaced 2 ms apart. Maximum destruction occurs at resonance and lessens as the in-trap probe is detuned further. The shaded area indicates one standard deviation on either side of the mean integrated signal when the probe is off. The signal is seen to approach this region as the detuning approaches 1 GHz. Error bars correspond to one standard deviation from the mean of ten experimental runs. Insets show the signal in the time of flight absorption image at various detunings from resonance, which at large detuning show negligible difference.

Fig. 4.
Fig. 4.

Left: the SNR for each of the 100 in-trap images for a range of detunings. A Fourier DCT filter is applied and the images are averaged over ten sets. Two regions are selected, one around the peak signal and another in the background. Each region is integrated along one axis before a cumulative second integration is taken. The signal is given by the final value in the second integration. The noise is determined from the variance in the second integration of the background. The SNR is largest at resonance, but it decays quickly as the condensate is destroyed. As the detuning is increased, the SNR decreases, as does the destruction with constant SNR ( 20 ) seen for large detunings. Right: 20 image subset of the 100 in-trap images over a period of 200 ms, shown for various detunings.

Fig. 5.
Fig. 5.

Dynamic manipulation of in-trap probe detuning. The four images are a subset of nine in-trap images with the final taken on resonance. The system allows direct observation of a soliton confined to an optical waveguide decaying into a soliton train, a stochastic event with the breakup time and number of components varying run-to-run. Continuous imaging enables observation of individual trajectories of stochastic processes.

Equations (8)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

n ( x , z ) = 1 + σ 0 λ ρ ( x , z ) 4 π ( i 1 + δ 2 δ 1 + δ 2 ) ,
E ( r ) = E 0 exp ( 2 π λ ( n ( r , z ) 1 ) d z ) = E 0 t ( r ) e i φ ( r ) .
t ( r ) = exp ( σ 0 ρ ˜ ( x ) 2 1 1 + δ 2 ) ,
φ ( r ) = σ 0 ρ ˜ ( x ) 2 δ 1 + δ 2 ,
P D ( x ) = 1 i λ D exp ( i π λ D | x | 2 ) ,
I D ( x ) = | E ( x ) * P D ( x ) | 2 .
I ˜ D ( f ) = E ( x λ D f 2 ) E * ( x λ D f 2 ) exp ( i 2 π x · f ) d x .
I D ( x ) = I 0 [ 1 λ D 2 π 2 φ ( x ) ] ,

Metrics