本发明专利技术提供一种对原子喷泉运动参数进行调节的装置，包括：上三束囚禁光模块，下三束囚禁光模块和可移动型六维平台模块；上三束囚禁光模块用于射入上面三束囚禁冷却光以及固定上反亥姆赫兹线圈；下三束囚禁光模块用于射入下面三束囚禁冷却光、固定下反亥姆赫兹线圈以及射入一束回泵光；可移动型六维平台模块包括转台部分、二维平移台部分、升降台部分以及二维俯仰台部分；转台部分用于调节原子团初始速度方向；二维平移台部分和升降台部分用于调节原子团初始位置；二维俯仰台部分用于调节原子团初始速度方向。本发明专利技术可对喷泉内的原子团实现三维平动(X、Y、Z)和三维转动(Ωx、Ωy、Ωz)的精确控制。的精确控制。的精确控制。
【技术实现步骤摘要】
一种对原子喷泉运动参数进行调节的装置
[0001]本专利技术属于原子喷泉运动参数调节装置领域，更具体地，涉及一种对原子喷泉运动参数进行调节的装置。
技术介绍
[0002]冷原子物理是自上世纪90年代起物理学最热门、发展最为迅速的领域之一，得益于激光冷却技术的成熟发展，利用冷原子实现的干涉仪则广泛应用于重力及重力梯度测量，转动测量，超精细结构常数测量，等效原理检验，探测引力波等方面。而原子喷泉则是原子干涉实验中最基础的一部分，通常会利用激光和磁场配合对原子团实现冷却囚禁，相当于将原子稳定装载于一个势阱中，防止原子扩散，势阱是一个原子团处处受到各个方向向内作用的势能封闭区域，原子动能低于势阱深度，所以陷俘于势阱中固定位置。之后需要将原子团上抛出去，在飞行途中实现干涉和探测。但如果原子喷泉初始的位置、速度大小和上抛方向与设计参考值有出入，此时原子的飞行轨迹就会发生或大或小的偏离，这会对实验带来干扰，从而影响最终测量精度，此项对对抛实验的影响尤为显著。对抛实验中，通常有两个原子喷泉，如两边原子飞行轨迹不重合，则会影响差分效果，也会使得激光脉冲的效率不均匀，从而影响干涉条纹对比度。
技术实现思路
[0003]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种对原子喷泉运动参数进行调节的装置，旨在解决原子喷泉初始的位置、速度大小和上抛方向无法精密控制的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了一种对原子喷泉运动参数进行调节的装置，包括：上三束囚禁光模块、下三束囚禁光模块、真空容器以及可移动型六维平台模块；
[0005]所述上三束囚禁光模块的结构为一个开口向下的罩子，其上设置有三个扩束器窗口，以固定三个上囚禁光扩束器，还设置有一个线圈窗口，以固定上反亥姆赫兹线圈；
[0006]所述下三束囚禁光模块的结构为一个开口向上的罩子，其上设置有三个扩束器窗口，以固定三个下囚禁光扩束器，还设置有一个线圈窗口，以固定下反亥姆赫兹线圈；上三束囚禁光模块固定位于下三束囚禁光模块上面，两个罩子的开口方向对称；上三束囚禁光模块的三个扩束器窗口和下三束囚禁光模块的三个扩束器窗口分别两两对称设置，上三束囚禁光模块的线圈窗口和下三束囚禁光模块的线圈窗口对称设置；
[0007]所述真空容器内包含原子团，其置于所述上三束囚禁光模块和下三束囚禁光模块内部；当上三束囚禁光模块上装配三个上囚禁光扩束器和上反亥姆赫兹线圈，以及下三束囚禁光模块上装配三个下囚禁光扩束器和下反亥姆赫兹线圈时，三个上囚禁光扩束器和三个下囚禁光扩束器产生六束囚禁光和两个反亥姆赫兹线圈提供的磁场作用于真空容器内的原子团，产生磁光阱，将原子团囚禁于真空容器内，所述磁光阱内的原子团被上抛后，原子将做喷泉运动；
[0008]所述可移动型六维平台模块包括：转台、平移台、升降台以及俯仰台；所述升降台
置于转台上面，平移台置于升降台上面，俯仰台置于平移台上面，所述下三束囚禁光模块固定于所述俯仰台上面，转台带动下三束囚禁光模块沿着XY平面转动，升降台带动下三束囚禁光模块升降，平移台带动下三束囚禁光模块平移，俯仰台带动下三束囚禁光模块转动沿着YZ平面、XZ平面方向的转动；下三束囚禁光模块的运动使得六束囚禁光和两个反亥姆赫兹线圈运动，进而带动所述磁光阱内的原子团运动，以对原子喷泉运动的初始参数进行调节，所述初始参数包括：原子团的初始位置和原子团的初始速度方向。
[0009]具体地，当可移动型六维平台模块带动下三束囚禁光模块运动时，位于其上面的上三束囚禁光模块也跟着运动，进而使得六束囚禁光和两个反亥姆赫兹线圈运动，改变了作用于原子团的囚禁光和磁场的方向，进而带动所述磁光阱内的原子团运动跟着囚禁光和磁场方向的改变的方向运动。
[0010]另外，需要说明的是，真空容器和上三束囚禁光模块和下三束囚禁光模块不直接接触，真空容器不会随着上三束囚禁光模块和下三束囚禁光模块的运动而运动，但是真空容器上囚禁光的入射窗口本身的大小是允许囚禁光小范围移动的。
[0011]在一个可选的实施例中，所述原子喷泉运动的初始参数还包括：原子团的初始速度；
[0012]通过控制三个上囚禁光扩束器产生的三束囚禁光与三个下囚禁光扩束器产生的三束囚禁光的频率差控制原子团的初始速度。
[0013]在一个可选的实施例中，所述转台转动时，其带动升降台、平移台、俯仰台、上三束囚禁光模块以及下三束囚禁光模块同时转动，进而实现原子团初始速度方向沿着XY平面转动。
[0014]在一个可选的实施例中，所述升降台在Z轴方向升降时，其带动平移台、俯仰台、上三束囚禁光模块以及下三束囚禁光模块同时升降，进而实现原子团的初始位置沿着Z轴方向平移。
[0015]在一个可选的实施例中，所述平移台在X轴或Y轴方向平移时，其带动俯仰台、上三束囚禁光模块以及下三束囚禁光模块同时平移，进而实现原子团的初始位置沿着X轴或Y轴方向平移。
[0016]在一个可选的实施例中，所述俯仰台沿着YZ平面或XZ平面转动时，其带动上三束囚禁光模块和下三束囚禁光模块同时转动，进而实现原子团的初始速度方向沿着YZ平面或XZ平面转动。
[0017]在一个可选的实施例中，调节升降台和平移台以调节原子团在X轴、Y轴和Z轴方向的初始位置；
[0018]调节转台和俯仰台以调节原子团初始速度方向相对于XY平面、XZ平面和YZ平面的夹角。
[0019]可选地，所述下三束囚禁光模块和下三束囚禁光模块通过螺丝固定。
[0020]可选地，所述下三束囚禁光模块通过螺丝固定于所述可移动型六维平台模块的俯仰台上面。
[0021]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0022]本专利技术提供一种对原子喷泉运动参数进行调节的装置，可对喷泉内的原子团初始
位置实现三维平动(X、Y、Z)和原子团初始速度方向三维转动(Ωx、Ωy、Ωz)的精确控制，并通过控制囚禁光的频率控制原子团的初始速度大小。
[0023]本专利技术可以实现实时调节，具有可移动性、便携性等特点，较好的满足了冷原子实验中对原子喷泉的控制需求和参数要求。本专利技术调节范围和精度由六维平台的行程和精度决定，不受限制。本专利技术提供的装置可以广泛适用于量子惯性传感领域，易与测试容器相互适配，且工作过程中真空容器主体无需移动，仅需控制此装置便可实现喷泉参数调节。
附图说明
[0024]图1为本专利技术提供的对原子喷泉运动参数调节装置模块示意图；
[0025]图2为本专利技术提供的对原子喷泉运动参数调节装置结构示意图；
[0026]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：100是上三束囚禁光模块；200是下三束囚禁光模块；300是可移动型六维平台模块；101是第一束囚禁光窗口；102是上反亥姆赫兹线圈固定位置；103是第一束囚禁光；104是第二束囚禁光；105是第二束囚禁光窗口；106是第三束囚禁光；107是第三束囚禁光窗口；108是第一固定面；201是第四束囚禁光窗口；本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种对原子喷泉运动参数进行调节的装置，其特征在于，包括：上三束囚禁光模块、下三束囚禁光模块、真空容器以及可移动型六维平台模块；所述上三束囚禁光模块的结构为一个开口向下的罩子，其上设置有三个扩束器窗口，以固定三个上囚禁光扩束器，还设置有一个线圈窗口，以固定上反亥姆赫兹线圈；所述下三束囚禁光模块的结构为一个开口向上的罩子，其上设置有三个扩束器窗口，以固定三个下囚禁光扩束器，还设置有一个线圈窗口，以固定下反亥姆赫兹线圈；上三束囚禁光模块固定位于下三束囚禁光模块上面，两个罩子的开口方向对称；上三束囚禁光模块的三个扩束器窗口和下三束囚禁光模块的三个扩束器窗口分别两两对称设置，上三束囚禁光模块的线圈窗口和下三束囚禁光模块的线圈窗口对称设置；所述真空容器内包含原子团，其置于所述上三束囚禁光模块和下三束囚禁光模块内部；当上三束囚禁光模块上装配三个上囚禁光扩束器和上反亥姆赫兹线圈，以及下三束囚禁光模块上装配三个下囚禁光扩束器和下反亥姆赫兹线圈时，三个上囚禁光扩束器和三个下囚禁光扩束器产生六束囚禁光和两个反亥姆赫兹线圈提供的磁场作用于真空容器内的原子团，产生磁光阱，将原子团囚禁于真空容器内，所述磁光阱内的原子团被上抛后，原子将做喷泉运动；所述可移动型六维平台模块包括：转台、平移台、升降台以及俯仰台；所述升降台置于转台上面，平移台置于升降台上面，俯仰台置于平移台上面，所述下三束囚禁光模块固定于所述俯仰台上面，转台带动下三束囚禁光模块沿着XY平面转动，升降台带动下三束囚禁光模块升降，平移台带动下三束囚禁光模块平移，俯仰台带动下三束囚禁光模块转动沿着YZ平面、XZ平面方向的转动；下三束囚禁光模块的运动使得六束囚禁光和两个反亥姆赫兹线圈运动，进而带动所述磁光阱内的原子团运动，以对原子喷泉运动的初始参数进行调节，所述初始参数包括：原子团的初始位置和原子团的初始速度方向。2.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：张程，徐文杰，程源，刘杰，周敏康，胡忠坤，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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