本发明专利技术涉及一种冷原子团荧光信号相干探测装置，包括一个第一光学镜模块、至少一个第二光学镜模块，一光电探测器和一数模转化器；第一光学镜模块包括沿光路依次设置的第一前镜组、第一光阑、第一反射镜组件和第一后镜组，第一前镜组对准冷原子团设置；第二光学镜模块包括沿光路依次设置的第二前镜组、第二光阑、第二反射镜组件、相位延迟器和第二后镜组，第二前镜组对准冷原子团设置；光电探测器与数模转化器连接，用于接收第一后镜组和第二后镜组射出的原子团荧光信号，数模转化器用于将原子团荧光信号转化为数字信号，其采用第一光学镜模块和第二光学镜模块之间相位延迟形成的相干探测，可以显著提高荧光探测信噪比。可以显著提高荧光探测信噪比。可以显著提高荧光探测信噪比。
【技术实现步骤摘要】
一种冷原子团荧光信号相干探测装置
[0001]本专利技术涉及冷原子荧光信号探测
，具体涉及一种冷原子团荧光信号相干探测装置。
技术介绍
[0002]冷原子技术是通过操控原子量子态变化，实现原子物理特性研究、精密测量的技术，应用在量子通信，原子钟，原子重力仪，量子模拟等多个领域。冷原子精密测量结果以原子量子态分布形式表现，可采用特定激光激发不同量子态产生荧光辐射，通过获取荧光辐射强度获取测量结果。
[0003]通常冷原子装置需处于优于10
‑
7Pa的超高真空环境中，用于隔绝杂质气体对测量干扰。为获取足够强度的荧光信号，需从真空环境内背景气体中捕获分散在空间的原子气体聚集成冷原子团。进而通过光学镜组聚焦于原子团位置获取荧光信号。
[0004]由于真空环境中存在均匀分散的原子气体，在激光激发原子团时产生荧光。同时激光在真空腔体内的散射光会进入光学镜组。这两者属于非信号光，合称为杂光，是冷原子团荧光信号的主要噪声源。而提高荧光探测信噪比能直接提升量子精密测量的能力。
技术实现思路
[0005]基于上述表述，本专利技术提供了一种冷原子团荧光信号相干探测装置，以解决现有技术中荧光探测信噪比低导致两字精密测量能力较差的技术问题。
[0006]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0007]一种冷原子团荧光信号相干探测装置，包括一个第一光学镜模块、至少一个第二光学镜模块，一光电探测器和一数模转化器；
[0008]所述第一光学镜模块包括沿光路依次设置的第一前镜组、第一光阑、第一反射镜组件和第一后镜组，所述第一前镜组对准冷原子团设置；
[0009]所述第二光学镜模块包括沿光路依次设置的第二前镜组、第二光阑、第二反射镜组件、相位延迟器和第二后镜组，所述第二前镜组对准冷原子团设置；
[0010]所述光电探测器与所述数模转化器连接，用于接收所述第一后镜组和所述第二后镜组射出的原子团荧光信号，所述数模转化器用于将原子团荧光信号转化为数字信号。
[0011]与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：
[0012]本申请提供的冷原子团荧光信号相干探测装置，采用第一光学镜模块和第二光学镜模块之间相位延迟形成的相干探测，可以显著提高荧光探测信噪比。
[0013]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0014]进一步的，所述第二光学镜模块的数目为多个，多个所述第二光学镜模块的相位延迟器的相位延迟设定不同。
[0015]进一步的，所述第一反射镜组件包括多个第一反射镜，多个所述第一反射镜依次反射所述第一光阑和所述第一后镜组之间的光线。
[0016]进一步的，所述第二反射镜组件包括多个第二反射镜，多个所述第二反射镜依次反射所述第二光阑和所述第二后镜组之间的光线。
[0017]进一步的，还包括至少两个光纤组件，所述光纤组件包括一一对应连接的光纤耦合镜和光纤，其中一个所述光纤耦合镜安装于所述第一后镜组的出射端，用于将从第一后镜组射出的原子团荧光信号导入对应的光纤中；其他所述光纤耦合镜安装于所述第二后镜组的出射端，用于将从第二后镜组射出的原子团荧光信号导入对应的光纤中，所有所述光纤的出射端连接至所述光电探测器。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例提供的一种冷原子团荧光信号相干探测装置的结构示意图；
[0019]图2为本专利技术的另一种实施方式。
具体实施方式
[0020]为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
[0021]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
[0022]可以理解，空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
[0023]需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
[0024]在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
[0025]如图1所示，本申请实施例提供了一种冷原子团荧光信号相干探测装置，包括一个第一光学镜模块1、至少一个第二光学镜模块2，一光电探测器3和一数模转化器4。
[0026]在本实施例中，第二光学镜模块2的数目为一个。
[0027]为了便于理解，图1所示为本实施例相干探测装置的使用示意图，其中，待观测的冷原子团51位于超高真空系统5中，该超高真空系统中还存在有均匀分布的原子气体52，在本实施例中，待观测的冷原子团采用铷原子同位素Rb
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，超高真空系统5由钛合金制造，并配
有荧光观测窗口，使用时通过磁光阱技术从超高真空系统5的铷原子蒸汽中聚集冷原子团51，冷原子团51观测的尺寸约2mm。
[0028]具体的，所述第一光学镜模块1包括沿光路依次设置的第一前镜组11、第一光阑12、第一反射镜组件13和第一后镜组14，所述第一前镜组11对准冷原子团51设置。
[0029]所述第二光学镜模块2包括沿光路依次设置的第二前镜组21、第二光阑22、第二反射镜组件23、相位延迟器24和第二后镜组25，所述第二前镜组21对准冷原子团51设置。
[0030]所述光电探测器3与所述数模转化器4连接，用于接收所述第一后镜组14和所述第二后镜组25射出的原子团荧光信号，所述数模转化器4用于将原子团荧光信号转化为数字信号。
[0031]其中，第一前镜组11和第二前镜组21为多枚光学透镜组成的镜片组，为光学测量中常用的镜片组合方式，针对本实施例中，前镜组选用镜片规格型号如下表1所示：
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种冷原子团荧光信号相干探测装置，其特征在于，包括一个第一光学镜模块、至少一个第二光学镜模块，一光电探测器和一数模转化器；所述第一光学镜模块包括沿光路依次设置的第一前镜组、第一光阑、第一反射镜组件和第一后镜组，所述第一前镜组对准冷原子团设置；所述第二光学镜模块包括沿光路依次设置的第二前镜组、第二光阑、第二反射镜组件、相位延迟器和第二后镜组，所述第二前镜组对准冷原子团设置；所述光电探测器与所述数模转化器连接，用于接收所述第一后镜组和所述第二后镜组射出的原子团荧光信号，所述数模转化器用于将原子团荧光信号转化为数字信号。2.根据权利要求1所述的冷原子团荧光信号相干探测装置，其特征在于，所述第二光学镜模块的数目为多个，多个所述第二光学镜模块的相位延迟器的相位延迟设定不同。3.根据权利要求1所述的冷原子团荧...
【专利技术属性】
技术研发人员：周超，郭劼，张柯，王斌，马思迁，
申请(专利权)人：华中光电技术研究所中国船舶重工集团公司第七一七研究所，
类型：发明
国别省市：
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