The invention discloses a magnetic field system used for atomic interference gravimeter probes, including a pair of gradient magnetic field coils, a set of biased magnetic field coils and a pair of compensated magnetic field coils, which are used to generate the gradient magnetic field required by the magneto-optical trap, the uniform bias magnetic field required in the Raman interference stage, and offset the bias in the magneto-optical trap center position. The compensatory magnetic field of a magnetic field. The bias magnetic field coil group needs only one current to cooperate with the magnetic shielding device. The bias field of the bias magnetic field produced in the cooling zone, the interference area and the detection area is less than 0.24%. The compensation magnetic field coil is connected to the cooling stage in the atomic cooling stage, and the magnetic field is equal to the bias magnetic field in the magneto-optical trap center, and the opposite direction is opposite. It makes the bias magnetic field normally open and solves the problem of slow magnetic field switch.
【技术实现步骤摘要】
一种用于原子干涉仪探头的磁场系统
本专利技术涉及一种量子精密测量领域中的重力测量技术,尤其涉及一种用于原子干涉重力仪探头的磁场系统。
技术介绍
原子干涉重力仪是量子精密测量的重点发展方向,具有潜在的高灵敏度和分辨率,在重力标定、资源勘探、惯性导航、地球物理研究等众多领域有极重要的价值。如何实现高精度可搬运原子干涉仪是目前的一个重要研究方向。原子干涉仪测量重力的过程包括三维冷却陷俘、初态制备、拉曼干涉以及末态探测。其中三维冷却陷俘包含磁光阱过程和偏振梯度冷却过程。磁光阱过程需要在一个特定的梯度磁场下进行,这个梯度磁场是通过一对反亥姆赫兹线圈产生的。偏振梯度冷却过程需要在磁场为零的冷却区中心进行。我们一般把原子干涉重力仪相应部分放入磁屏蔽装置里,地磁场已由磁屏蔽装置屏蔽掉了,而磁光阱过程的梯度磁场也需要快速关闭。初态制备和拉曼干涉过程,需要一个偏置磁场给原子提供量子化轴,方向与拉曼光或者重力方向重合。初态制备后,原子处于磁量子数为零的态,一阶塞曼频移为零,但仍存在二阶塞曼频移。若偏置磁场不稳定(干涉区同一位置的竖直方向磁场大小随时间改变),会给测量结果带来噪声或者长漂;若偏置磁场不均匀(干涉区不同位置的竖直方向磁场大小有差异),会给测量结果引入系统误差。对于前者,上述提到的磁屏蔽装置可避免外磁场波动的影响,再给偏置磁场线圈配以精密电流源来解决偏置磁场不稳定的问题;对于后者,由于拉曼光向上和向下激发的干涉回路在空间上不完全重叠,反转拉曼光方向的方法并不能完全消除此系统误差,特别是在大动量转移或干涉时间(T)很长的情况,更应该保证偏置磁场的均匀度。对于自由下落式的 ...
【技术保护点】
1.一种用于原子干涉重力仪探头的磁场系统,其特征在于,包括一对梯度磁场线圈、一组偏置磁场线圈、一对补偿磁场线圈,原子干涉仪的真空结构包括干涉管道,所述干涉管道上设有冷却区,所述干涉管道的下端设有探测区,所述梯度磁场线圈对、偏置磁场线圈组、补偿磁场线圈对的轴线与所述干涉管道的轴线重合。
【技术特征摘要】
1.一种用于原子干涉重力仪探头的磁场系统,其特征在于,包括一对梯度磁场线圈、一组偏置磁场线圈、一对补偿磁场线圈,原子干涉仪的真空结构包括干涉管道,所述干涉管道上设有冷却区,所述干涉管道的下端设有探测区,所述梯度磁场线圈对、偏置磁场线圈组、补偿磁场线圈对的轴线与所述干涉管道的轴线重合。2.根据权利要求1所述的用于原子干涉重力仪探头的磁场系统,其特征在于,所述梯度磁场线圈对包括两段螺线管,分别位于所述冷却区的上下两端,且关于冷却区中心对称,两段螺线管串联,所通电流方向相反。3.根据权利要求1所述的用于原子干涉重力仪探头的磁场系统,其特征在于,所述偏置磁场线圈组包括至少三段螺线管,每段螺线管至少有一匝线圈,所有线圈直径相同、轴线重合,多段螺线管串联,所通电流方向相同。4.根据权利要求3所述的用于原子干涉重力仪探头的磁场系统,其特征在于,...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨胜军,谢宏泰,陈帅,潘建伟,
申请(专利权)人:中国科学技术大学,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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