【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冷原子干涉领域，特别涉及一种用于产生均匀磁场的装置和方法。
技术介绍
冷原子干涉测量装置利用原子的波动性对加速度、角速度等物理量进行精密测量，在重力测量、惯性导航、科学研究等领域扮演着非常重要的角色。与传统装置相比，由于工作时不需要元件的移动，所以其可靠性与分辨率都较前者有很大的提升空间。目前技术上比较成熟的冷原子干涉仪都是基于脉冲拉曼激光方式的。脉冲光拉曼干涉仪利用原子基态的超精细结构能级间的受激拉曼跃迁来实现对原子波包的分束、反转、合束等相干操作，从而实现原子在两个路径间的干涉。当其他系统效应的影响可以忽略时，其位相差可以表示为：其中为有效波矢量，为待测的加速度，T为自由演化时间。但是在实际系统中，外界因素对干涉仪相位的影响总是存在的，特别是磁场的影响。在外磁场中，角动量量子数不为零的原子能级将发生塞曼分裂。即使通过态选择的方法将原子制备在磁量子数mf＝0的态上，二阶塞曼效应仍然存在。因此通常将干涉装置放在磁屏蔽中间，减小外界磁场对干涉仪的影响。但是为了保证原子在确定的量子态之间跃迁，需要外加一个恒定的磁场来作为量子化轴。产生恒定磁场最常用的方法就是通过密绕的通电螺线管方法，如图1所示。这种装置的优点是结构简单，只需要在线圈中通一个恒定的电流，轴线中心磁场在一定范围内均匀。如图2A示，这种装置的缺点是，螺线管两端附近磁场强度显著降低，并且磁场的均匀性依赖
于导线密绕的均匀度。为使得干涉区域的轴向磁场有更大的均匀范围，避免螺线管两端附近磁场强度显著降低，可以采用增加螺线管长度的方法，如图2B示。这种方法只有当螺线管的长度比...
【技术保护点】
一种用于产生均匀磁场的装置，其特征在于，包括缠绕在干涉区域周围的至少两段相互分离的螺线管，其中：每个螺线管上的电流相互独立，以便在干涉区域的轴线方向上生成均匀的磁场。
【技术特征摘要】
1.一种用于产生均匀磁场的装置，其特征在于，包括缠绕在干涉区域周围的至少两段相互分离的螺线管，其中：每个螺线管上的电流相互独立，以便在干涉区域的轴线方向上生成均匀的磁场。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，各段螺线管的轴线与干涉区域的轴线相互重合。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每段螺线管在轴线上产生的磁场强度与该螺线管上的电流及该螺线管中心的坐标以及螺线管的几何尺寸相关联。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，干涉区域轴线上任一点的磁场强度为各段螺线管在该点所产生磁场强度的总和。5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于，第i段螺线管在轴线上x点产生的磁场强度Bi(x)为 B i ( x ) = μ 0 nI i 2 × ( x - x i + l / 2 R 2 + ( x - x i + l / 2 ) 2 - x - x i - l / 2 R 2 + ( x - x i - l / 2 ) 2 ) ]]>其中，Ii表示第i段螺线管中的电流强度，μ0表示真空磁导率，n表示第i个螺线管单位长度的线圈匝数，l表示干涉区域的长度，R表示第i段螺线管的半径，xi表示第i段螺线管中心的坐标。6.一种用...
【专利技术属性】
技术研发人员：王少凯，赵阳，庄伟，李天初，
申请(专利权)人：中国计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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