【技术实现步骤摘要】
一种荧光收集中补偿科氏力效应的方法及装置
[0001]本专利技术涉及一种用于原子末态荧光收集的装置，属于冷原子干涉物理领域。
技术介绍
[0002]近年来冷原子应用方面的研究越来越多，主要是由于冷原子波长较长，冷原子团相干性强，可精细操控，并且当冷原子温度低于凝聚临界温度时，冷原子团形成玻色
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爱因斯坦凝聚体，会呈现更多特性。因此冷原子物理研究对量子计算、量子信息存储、量子精密测量、原子干涉测量等领域有着重要的意义。
[0003]冷原子实验中，对冷原子的操控与探测至关重要，以冷原子干涉重力仪为例，在原子团下落过程中由于地球自转会产生东西方向的速度分量，进而产生科里奥利力造成干涉系统额外相移，引起的系统误差可达到10μGal量级，严重影响测量准确度和不确定度，在实际实验中需要进行修正补偿。报道的补偿该系统误差的方法是前后调转测量仪器180度，测量两次重力加速度值，原子的初速度v水平分量前后两次方向相反，求平均值可以将该项抵消，但该方法实际操作比较复杂。因此考虑当荧光探测均匀收集，原子团速度以原子团中心...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种荧光收集中补偿科氏力效应的方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤一、多象元阵列探测器将采集到的原子团的荧光光强信号转换为电压信号；原子团荧光光强为I0，单位为nW，探测器的转换效率为γ，单位为W/A，探测器的增益系数为ε，则电压值U＝γ
·
ε
·
I0；步骤二、计算原子团半径x
i
；Ti时刻，多象元阵列探测器每个象元提供一个电压值，拟合出公式，得到曲线Ux
i
，进一步得到原子团半径x
i
；步骤三、计算原子团水平速度v0；原子团中心位置为x0，水平初速度为v0，对应两层探测有如下关系，x0+v0t
i
＝x
i
步骤四、计算重力加速度偏差值Δg；由于在地球表面使用原子干涉仪测量重力加速度时，由于地球自转影响导致Raman光有效波矢k
eff
的方向在惯性坐标系中发生转动，从而引入科里奥利力(Coriolis)效应，会影响测量重力值，引起的偏差为Δg：其中Ω
E
为地球自转角速度，v为原子团速度，k
eff
为Raman光有效波矢，一般情况下沿着垂线方向，重力测量偏差主要由原子团的水平方向速度引起；步骤五、结合实验测试值完成实现重力加速度值的科氏力效应补偿，即有效克服科里奥利力效应，提高荧光探测的探测精度和均匀性，大幅度提升冷原子物理领域荧光探测过程中的物理参数测量信噪比和测量准确度；科氏力引入的系统误差经计算得Δg，补偿后的重力加速度值为g：g＝g0+Δg其中g0为原子重力仪实验测得干涉条纹所得重力加速度值。2.如权利要求1所述的一种荧光收集中补偿科氏力效应的方法，其特征在于：步骤一所述多象元阵列探测器采集荧光光强信号时，需保证所述多象元阵列探测器位于原子团的东西方向。3.如权利要求2所述的一种荧光收集中补偿科氏力效应的方法，其特征在于：步骤二所述拟合出曲线Ux
i
的方法为，步骤2.1：计算原子数目；把冷原子团等效为一个点，将原子团作为圆心，探测器的探测面所张开的立体角为：其中，l为探测器中心与原子团中心的距离，r为探测器探测区域半径；为了消除背景光的影响，必须探测两次，一次有原子团，一次没有原子团，两次探测的数值相减得到净的荧光光强；并且要对光电二极管进行标定，用一束己知强度的激光照射光电二极管测出光电管的量子效应(a＝电子数/光子数)，单位时间单位立体角原子团发出的电子数为NR
sc
a，则单位立体角的电流为NR
sc
ae，其中e为电子电荷；放大器的输出电压与输入的电流之间有：ΔU＝β
·
ΔI，其中β的单位为v/mA，则探测器的电压示数：
则原子团内的原子数为：其中R
sc
为光散射率，Ω为测量区域所张立体角；步骤2.2：计算原子团密度；测出原子数目以后，再根据原子团下落过程持续探测，磁光阱里的原子在三维空...
【专利技术属性】
技术研发人员：尤建琦，白金海，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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