一种原子导引装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种原子导引装置，用于对冷原子系统中冷原子源产生的冷原子进行导引，所述装置包括：多根载流导线，其以所述冷原子系统中的冷原子源为中心而呈对称分布；控制电路，与多根所述载流导线电连接，用于通过控制多根所述载流导线的电流的方向而使多根所述载流导线在其中心轴线位置形成具有零磁场中心的管状磁场，进而对所述冷原子源产生的冷原子进行导引，通过控制多根所述载流导线的电流的大小而控制导引速率。通过上述方式，本发明专利技术能够简化所述原子导引装置结构并提高原子导引效率。

An Atomic Guidance Device

The invention discloses an atomic guiding device for guiding cold atoms generated by cold atom sources in a cold atom system. The device comprises a plurality of current-carrying wires with symmetrical distribution centered on the cold atom sources in the cold atom system, a control circuit electrically connected with a plurality of current-carrying wires and used for controlling the direction of current of a plurality of current-carrying wires. A tubular magnetic field with zero magnetic field center is formed at the central axis position of the current-carrying wires, and then the cold atoms generated by the cold atom source are guided, and the guiding speed is controlled by controlling the current of the current-carrying wires. By the above way, the present invention can simplify the structure of the atomic guidance device and improve the atomic guidance efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种原子导引装置
本专利技术涉及原子导引
，特别是涉及一种原子导引装置。
技术介绍
随着技术的不断发展，原子分束器和原子干涉仪等光学设备中会经常用到原子导引技术，因此，人们对原子导引技术进行了伸入研究。在研究过程中人们发现，对冷原子样品进行各种精确的操控还是非常困难。现有技术中，原子导引通常包括光导引和磁导引两种方式。光导引是采用原子和激光场发生的电偶极相互作用，控制原子沿特定的轨迹运动，能够实现原子的“局部”控制，但会导致冷原子的退相干问题。而磁导引是利用原子的内禀磁矩和外加磁场的相互作用，控制原子在空间中移动。与光导引技术相比，磁导引能有效克服光导引导致的冷原子相干性严重丢失的问题，但其结构较为复杂，操作不便。本申请的专利技术人在长期的研发过程中，发现现有的原子导引装置结构复杂，不能对原子进行高效导引。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种原子导引装置，能够简化原子导引装置结构并提高原子导引效率。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种原子导引装置。用于对冷原子系统中冷原子源产生的冷原子进行导引，所述装置包括：多根载流导线，其以所述冷原子系统中的冷原子源为中心而呈对称分布；控制电路，与多根所述载流导线电连接，用于通过控制多根所述载流导线的电流的方向而使多根所述载流导线在其中心轴线位置形成具有零磁场中心的管状磁场，进而对所述冷原子源产生的冷原子进行导引，通过控制多根所述载流导线的电流的大小而控制导引速率。本专利技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术通过多根载流导线形成具有零磁场中心的管状磁场，而通过所述控制电路改变电流的大小和方向就能使多根所述载流导线中电流方向改变，进而调整对所述冷原子的导引速率，不仅结构简单、容易操作，且有利于原子导引效率的提高及其在系统控制和半导体工艺加工中的应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：图1是本专利技术一种原子导引装置一实施方式的结构示意图；图2是本专利技术一种原子导引装置中载流导线的分布方式一实施方式的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，图1是本专利技术一种原子导引装置一实施方式的结构示意图，用于对冷原子系统中冷原子源产生的冷原子进行导引，所述装置包括：多根载流导线100，其以所述冷原子系统中的冷原子源200为中心而呈对称分布；控制电路300，与多根所述载流导线100电连接，用于通过控制多根所述载流导线100的电流的方向而使多根所述载流导线100在其中心轴线位置形成具有零磁场中心的管状磁场，进而对所述冷原子源产生的冷原子进行导引，通过控制多根所述载流导线100的电流的大小而控制导引速率。在本实施方式中，通过多根所述载流导线100形成具有零磁场中心的管状磁场，而通过所述控制电路300改变电流的大小和方向就能使多根所述载流导线100中电流方向改变，进而调整对所述冷原子的导引速率，不仅结构简单、容易操作，且有利于原子导引效率的提高及其在系统控制和半导体工艺加工中的应用。在本实施方式中，所述载流导线100的数量可以根据所述原子导引装置的使用环境和使用要求进行确定。在一个实施方式中，所述载流导线100的根数为四根，四根所述载流导线100以所述冷原子系统中的冷原子源200为中心而呈对称分布。这是因为，最少采用四根所述载流导线100能够产生所述具有零磁场中心的管状磁场实现对所述冷原子进行导引。采用四根所述载流导线100形成所述具有零磁场中心的管状磁场，工艺实现简单，且不需要改变所述冷原子系统的光路和结构，就能对所述冷原子进行导引，系统简单，可灵活改变结构和尺寸，实验实现简单。此外，多根所述载流导线100分别与所述控制电路300电连接，也就是说，多根所述载流导线100中电流的大小和方向是单独控制的。这样，不仅便于形成所需磁场，同时，能够降低维护和排查的难度，有利于推广应用。当然，也可以采用多余四根导线来产生所述具有零磁场中心的管状磁场实现对所述冷原子进行导引。为简化所述原子导引装置的结构，同时降低成本，所述载流导线100的数量为四根。进一步的，通过改变所述载流导线的位置可以用来调节导引原点，也即原子导引的初始位置。进一步的，请参考图2，图2是本专利技术一种原子导引装置中载流导线的分布方式一实施方式的结构示意图，在XY轴的二维坐标系中，四根所述载流导线分别为第一载流导线110、第二载流导线120、第三载流导线130和第四载流导线140，在XYZ三维坐标系中，所述冷原子源200在XY轴的二维坐标是(0，0)，其在Z轴上的坐标无限定，所述第一载流导线110、所述第二载流导线120、所述第三载流导线130和所述第四载流导线140设置的位置均与所述Z轴平行，在XY轴的二维坐标分别为(a，b)、(-a，b)、(-a，-b)和(a，-b)，a和b均为大于零的正数。在本实施方式中，四根所述载流导线均为无限长直导线，在具体操作过程中只需所述载流导线的长度远大于所述载流导线的直径即可，在一个实施方式中，所述载流导线的长度与所述载流导线的直径的比值大于100，如，110、150、或200等。此外，对于四根所述载流导线的坐标a和b，二者可以相同获不同。在一个实施方式中，a和b相等，这样产生的磁场更容易控制，有利于原子导引效率的提高及其在系统控制和半导体工艺加工中的应用。更进一步的，请继续参考图2，所述第一载流导线110和所述第三载流导线130中的电流均为第一电流，在所述第二载流导线120和所述第四载流导线140中的电流均为第二电流，所述第一电流的方向和所述第二电流的方向相反，所述第一电流的大小和所述第二电流的大小相同。在本实施方式中，由于所述载流导线沿Z轴方向延伸，且磁场由通电导线产生，则通过右手螺旋定则可确定每个所述载流导线产生磁场的方向，而为获得具有零磁场中心的管状磁场实现对所述冷原子进行导引，处于所述第一载流导线110和所述第三载流导线130中电流的大小和方向相同，所述第二载流导线120和所述第四载流导线140中的电流的大小和方向也相同，但所述两组载流导线中电流的方向互不相同。具体的，在一个实施方式中，所述第一电流的方向沿Z轴正向，所述第二电流的方向沿Z轴负向。在一个实施方式中，通过冷原子系统中冷原子源200产生冷原子进行导引，所述冷原子源200位于磁场强度为0处即可。进一步的，所述冷原子源200位于XYZ轴的三维坐标是(0，0，0)，也就是说，所述冷原子源200位于磁场中心，这样便于将所述冷原子源200中的冷原子向不同方向引导，更好的满足使用需求。进一步的，请参考图1，所述冷原子系统还包括真空池400，所述真空池400用于提供预定真空度的真空环境，以收集所述冷原子。多个所述载流导线100位于所述真空池40本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原子导引装置，其特征在于，用于对冷原子系统中冷原子源产生的冷原子进行导引，所述装置包括：多根载流导线，其以所述冷原子系统中的冷原子源为中心而呈对称分布；控制电路，与多根所述载流导线电连接，用于通过控制多根所述载流导线的电流的方向而使多根所述载流导线在其中心轴线位置形成具有零磁场中心的管状磁场，进而对所述冷原子源产生的冷原子进行导引，通过控制多根所述载流导线的电流的大小而控制导引速率。

【技术特征摘要】
1.一种原子导引装置，其特征在于，用于对冷原子系统中冷原子源产生的冷原子进行导引，所述装置包括：多根载流导线，其以所述冷原子系统中的冷原子源为中心而呈对称分布；控制电路，与多根所述载流导线电连接，用于通过控制多根所述载流导线的电流的方向而使多根所述载流导线在其中心轴线位置形成具有零磁场中心的管状磁场，进而对所述冷原子源产生的冷原子进行导引，通过控制多根所述载流导线的电流的大小而控制导引速率。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述载流导线的根数为四根，四根所述载流导线以所述冷原子系统中的冷原子源为中心而呈对称分布。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，四根所述载流导线分别为第一载流导线、第二载流导线、第三载流导线和第四载流导线，在XYZ三维坐标系中，所述冷原子源在XY轴的二维坐标是(0，0)，其在Z轴上的坐标无限定，所述第一载流导线、所述第二载流导线、所述第三载流导线和所述第四载流导线设置的位置均与所述Z轴平行，在XY轴的二维坐标分别为(a，b)、(-a，b)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王增斌，韩军海，张国万，
申请(专利权)人：北京量子体系科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11