一种漫反射激光冷却装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种漫反射激光冷却装置，涉及漫反射光场的微波腔技术领域，以解决现有漫反射光场的微波腔漫反射光场分布合理化低和利用率低的问题。所述一种漫反射激光冷却装置，其特征在于，包括微波腔体、冷原子团以及镀银层；所述镀银层设置在所述微波腔体的内壁上，所述冷原子团设置在所述微波腔体的中部，所述微波腔体的顶部设置有两个第一冷却光注光孔，所述微波腔体的底部设置有两个第二冷却光注光孔，两个所述第一冷却光注光孔间的连线与两个所述第二冷却光注光孔间的连线垂直。本发明专利技术用于提供一种微波腔漫反射光场分布合理化高和利用率高的漫反射激光冷却装置。

【技术实现步骤摘要】
一种漫反射激光冷却装置
本专利技术涉及漫反射光场的微波腔
，尤其涉及一种漫反射激光冷却装置。
技术介绍
基于微波腔形成漫反射光场技术主要是利用经微波腔内壁多次反射形成各向同性的漫反射光场。该漫反射光场会和原子之间产生力的相互作用，从而对原子进行减速，实现激光冷却原子。现有形成漫反射光场的微波腔的技术方案有两种，一种是镜面反射球形微波腔方案，其将原子贮存在球形石英泡内，石英泡外是球形微波腔，球形微波腔内壁经高抛光后具有97％的镜面反射率，当激光注入进球形微波腔后可形成各向同性的漫反射光场将原子冷却至35uK；另一种是漫反射圆柱形微波腔方案，该圆柱型微波腔由无氧铜表面镀银经砂化加工后制成，表面漫反射率大于96％，其整体尺寸更接近于球形，有利于光场在腔内的均匀分布，当激光注入进该柱形微波腔后，经微波腔内表面漫反射后可形成各向同性的漫反射光场将冷却原子至92uK。上述装置由于只有位于微波腔中心区域的冷原子会产生钟信号，只有位于微波腔中心区域的漫反射光场才具有实际的冷却效果，而周边区域的光场并没有得到被利用。存在漫反射光场分布合理化低和利用率低的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种漫反射激光冷却装置，用于解决现有漫反射光场的微波腔漫反射光场分布合理化低和利用率低的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：提供一种漫反射激光冷却装置，包括微波腔体、冷原子团以及镀银层；所述镀银层设置在所述微波腔体的内壁上，所述冷原子团设置在所述微波腔体的中部，所述微波腔体的顶部设置有两个第一冷却光注光孔，所述微波腔体的底部设置有两个第二冷却光注光孔，两个所述第一冷却光注光孔间的连线与两个所述第二冷却光注光孔间的连线垂直。本申请的漫反射激光冷却装置，可以在周期性时序过程中，对原子进行冷却，产生冷原子。其不仅可优化微波腔内的漫反射光场分布和解决现有技术中所存在的漫反射光利用率低等问题，为进一步简化整钟光路系统和降低整钟体积、重量和功耗等做好技术储备。而且装置结构简单、易实现，能够降低材料和加工成本。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例漫反射光场的微波腔装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例中上端盖高抛光镀银层反射光线效果示意图。附图标记：1-柱形微波腔筒、2-微波腔上端盖、3-微波腔下端盖、4-腔筒磨砂镀银层、5-上端盖高抛光镀银层、6-下端盖高抛光镀银层、7-第一冷却光注光孔、8-第二冷却光注光孔、9-冷却光、10-冷原子团、11-微波腔体轴向中心线、12-上端盖过孔直径线、13-下端盖过孔直径线。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。基于微波腔形成漫反射光场技术主要是利用经微波腔内壁多次反射形成各向同性的漫反射光场。该漫反射光场会和原子之间产生力的相互作用，从而对原子进行减速，实现激光冷却原子。这种漫反射激光冷却机制能够使得冷原子位置不需发生变化地、再次与微波腔内产生的磁场相互作用产生原子能级跃迁谱线，是新型冷原子频标(积分球冷原子钟)的核心技术。在该微波腔同时实现漫反射激光冷却和产生磁场与原子相互作用的双重功能的过程中，漫反射光场利用率是决定整钟光学系统结构、功耗、体积和重量等的重要因素之一。现有方案除了漫反射光场分布合理化低和利用率低等缺点，还增加了整钟光学系统复杂度、体积、重量和功耗。请参阅图1，本专利技术实施例提供的漫反射激光冷却装置，包括微波腔体、冷原子团10以及镀银层；镀银层设置在微波腔体的内壁上，冷原子团10设置在微波腔体的中部，微波腔体的顶部设置有两个第一冷却光注光孔7，微波腔体的底部设置有两个第二冷却光注光孔8，两个第一冷却光注光孔7间的连线(上端盖过孔直径线12)与两个第二冷却光注光孔8间的连线(下端盖过孔直径线13)垂直。该装置形成高效漫反射光场的过程简述如下。冷却光9在注入进微波腔前被等功率的分为四束，其中两束光以一定发散角从微波腔下端盖3方向向上地注入微波腔内，另外两束光与其位置垂直地，同样以一定发散角地从微波腔上端盖2方向向下地注入微波腔内。由于微波腔腔筒、上端盖和下端盖内侧均具有高反射特性，因此注入的光束可在微波腔内进行多次反射。光束在微波腔内，入射到微波腔腔筒内壁时，将以射点为中心，在整个半球空间内向各个方向漫反射光线；来自微波腔腔筒的漫反射光将以在上、下端面内侧时，将会在入射点发生镜面反射。在镜面反射过程中，反射光的能量只存在于反射角这个单一方向，光强不会发生扩散。因此对于微波腔的中心轴线区域，其在纵向上接收到的主要是来自经端面反射之后的高光强的反射光。即该微波腔可以通过操控漫反射光的在上、下端面的反射光线方向和轨迹，有效地将来自微波腔腔筒的漫反射光线汇聚至微波腔的中心轴线区域，实现提高漫反射在中心区域的光功率密度，达到优化微波腔内的漫反射光场分布的目标。本申请的漫反射激光冷却装置，可以在周期性时序过程中，对原子进行冷却，产生冷原子。其不仅可优化微波腔内的漫反射光场分布和解决现有技术中所存在的漫反射光利用率低等问题，为进一步简化整钟光路系统和降低整钟体积、重量和功耗等做好技术储备。而且装置结构简单、易实现，能够降低材料和加工成本。请参阅图2，为本专利技术实施例提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种漫反射激光冷却装置，其特征在于，包括微波腔体、冷原子团以及镀银层；/n所述镀银层设置在所述微波腔体的内壁上，所述冷原子团设置在所述微波腔体的中部，所述微波腔体的顶部设置有两个第一冷却光注光孔，所述微波腔体的底部设置有两个第二冷却光注光孔，两个所述第一冷却光注光孔间的连线与两个所述第二冷却光注光孔间的连线垂直。/n

【技术特征摘要】
1.一种漫反射激光冷却装置，其特征在于，包括微波腔体、冷原子团以及镀银层；
所述镀银层设置在所述微波腔体的内壁上，所述冷原子团设置在所述微波腔体的中部，所述微波腔体的顶部设置有两个第一冷却光注光孔，所述微波腔体的底部设置有两个第二冷却光注光孔，两个所述第一冷却光注光孔间的连线与两个所述第二冷却光注光孔间的连线垂直。


2.根据权利要求1所述的漫反射激光冷却装置，其特征在于，所述微波腔体包括柱形微波腔筒、微波腔上端盖和微波腔下端盖，所述微波腔上端盖和所述微波腔下端盖分别设置在所述柱形微波腔筒的顶部和底部，与所述微波腔体围成密封腔体，两个所述第一冷却光注光孔设置在所述微波腔上端盖上，两个第二冷却光注光孔设置在所述微波腔下端盖上。


3.根据权利要求2所述的漫反射激光冷却装置，其特征在于，所述柱形微波腔筒的高度与所述微波腔上端盖以及所述微波腔下端盖的直径相同。


4.根据权利要求2所述的漫反射激光冷却装置，其特征在于，所述高抛光镀银层包括腔筒磨砂镀银层、上端盖高抛光镀银层和下端盖高抛光镀银层，所述腔筒磨砂镀银层、所述上端盖高抛光镀银层和所述下端盖高抛光镀银层分别设置在所述柱形微波腔筒的内壁、所述微波腔上端盖的下表面和所述微波腔下端盖的上表面，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秀梅，张程源，刘硕，陈妍君，周铁中，刘亚轩，王亮，高连山，
申请(专利权)人：北京无线电计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11