【技术实现步骤摘要】
准一维冷原子源制备装置及方法
[0001]本专利技术涉及激光冷却原子领域，特别地，涉及漫反射激光冷却原子技术，尤其能提供一种可扩展的横向均匀分布的准一维冷原子源的制备装置及方法。
技术介绍
[0002]冷原子物理在原子频标、量子精密测量、量子信息处理及存储等多个领域有着非常重要的应用。它主要通过激光冷却技术使原子温度降低至1mK量级以下来研究、应用和控制原子，低温下的原子体现新的现象，遵从新的物理规律。其中玻色爱因斯坦凝聚(BEC)的原子温度接近绝对零度，几乎全部原子都聚集到能量最低的量子态，形成一个宏观的量子状态。三维磁光阱中的冷原子团一般为球形，二维磁光阱中产生慢速冷原子束流，冷原子光晶格中每个光晶格中最多有几个原子。激光冷却原子的核心是利用激光与原子相互作用下原子能级跃迁的能量交换，原子吸收的光子频率小于原子发射的光子的频率，其能量差是由动能提供的，通过原子与激光场的相互作用减小原子的动能，实现激光冷却原子。
[0003]漫反射激光冷却技术主要利用冷却激光进入漫反射真空腔体后形成的各向同性漫反射光场对其内的背景...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种准一维冷原子制备系统，其特征在于，包括真空腔体和光学单元；所述的真空腔体为横向圆柱形石英玻璃腔体，腔体内维持超高真空度，腔体外表面覆盖有涂层，该涂层为对要冷却原子所需激光高漫反射率的材料；所述腔体的侧面均匀分布有多个通光孔，供多模光纤接入；所述腔体的两端均设有光学窗口作为激光的入射口和出射口，所述的光学窗口的双面均镀有对要冷却原子进行冷却所需激光的增透膜；所述的光学单元包括冷却激光、再抽运激光和探测激光；所述的冷却激光和再抽运激光合束后，耦合进入所述的多模光纤，并等分为相同的功率，从所述的腔体的侧面进入所述的真空腔体内，经过多次漫反射形成各向同性的准一维各向同性冷却光场，用于对沿所述的真空腔体中心轴线方向冷原子团进行冷却，所述的探测激光从所述腔体的入射口中心射入，沿所述的真空腔体中心轴线方向传输，并从出射口中心射出，用于探测真空气室轴向的冷原子。2.根据权利要求1所述的准一维冷原子制备系统，其特征在于，还包括冷原子密度分布测量系统，该测量系统包括一对放置在所述的真空腔体两侧、可移动的亥姆霍兹线圈，通过对该亥姆霍兹线圈施加电流，在线圈内产生均匀磁场，使处于第二基态的冷原子的能级产生移动。3.根据权利要求1或2所述的准一维冷原子制备系统，其特征在于，多模光纤入射端分别与所述的真空腔体的侧面通光孔切面成一定的夹角，夹角是在30度到60度范围内的任意角度。4.根据权利要求1
‑
3任一所述的准一维冷原子制备系统，其特征在于，所述的要冷却原子包括碱金属原子锂、钠、钾、铷、铯或其他亚稳态惰性气体原子。5.根据权利要求1
‑
3任一所述的准一维冷原子制备系统，其特征在于，用于所述的碱金属原子的激光冷却所需的跃迁为基态n2S
1/2
到第一激发态n2P
1/2.3/2
，多数情况下激光冷却选择碱金属原子的D2线，冷却激光为红失谐约几倍自然线宽的跃迁，再抽运激光和探测激光均为近共振跃迁；大多数的碱金属原子具有半整数的核自旋I，其中I＝1/2的碱金属原子为1H，I＝1的碱金属原子为6Li，I＝3/2的碱金属原子为7Li，
23
Na，
39
K，
41
K，
87
Rb，I＝5/2的碱金属原子为
85
Rb，I＝7/2的碱金属原子为
133
Cs，碱金属原子的D2线冷却为：a)6Li：冷却激光和探测激光跃迁为22S
1/2
F＝3/2
→22
P
3/2
F
’
＝5/2，再抽运激光跃迁为22S
1/2
F＝1/2
→22
P
3/2
F
’
＝3/2；b)7Li：冷却激光和探测激光跃迁22S
1/2
F＝2
→22
P
3/2
F
’
＝3，再抽运激光跃迁22S
1/2
F＝1
→22
P
3/2
F
’
＝2；c)
23
Na：冷却激光和探测激光跃迁32S
1/2
F＝2
→
32P
3/2
F
’
＝3，再抽运激光跃迁...
【专利技术属性】
技术研发人员：万金银，刘亮，孙远，王鑫，张孝，王文丽，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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