下落式冷原子装置及其工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种下落式冷原子装置及其工作方法，涉及量子精密测量技术领域，使用通过冷却光光纤输出冷却光，经过冷却光反光镜改变光传播方向，在经过一个四分之一波片改变光的偏振方向，之后垂直照射光栅芯片，光栅芯片会产生三束或者四束衍射光，产生的衍射光与入射光重叠的部分配合一对反亥姆霍兹线圈完成对原子的冷却，采用光栅磁光阱结构，减少波片和反射镜的使用数量，有效减少装置整体体积，并且在真空导管上设置吸气剂，使用吸气剂代替离子泵，体积更小，缓解了现有的磁光阱结构复杂，体积较大，无法满足装置小型化的要求，并且本发明专利技术原子因重力作用进行自由下落的运动方式，可应用到下落式原子钟、原子重力仪等量子频标和精密测量系统。频标和精密测量系统。频标和精密测量系统。

【技术实现步骤摘要】
下落式冷原子装置及其工作方法


[0001]本专利技术涉及量子精密测量
，尤其是涉及一种下落式冷原子装置及其工作方法。

技术介绍

[0002]运用激光冷却技术可得到接近于静止的、原子之间几乎没有相互作用的原子样品，其已经广泛的应用在量子频标和精密测量等领域，如原子干涉仪、原子钟和重力仪等方面，并在国防军事、全球定位和即时通讯等方面发挥了重要的作用。
[0003]磁光阱是获得冷原子常用的方式，传统磁光阱通过三对正交对射的圆偏振激光，并配合一对反亥姆霍兹线圈，在激光的交汇处实现对原子的冷却。
[0004]但是，传统六束激光的磁光阱体积较大，需要使用六个四分之一波片、三个反射镜和三个激光准直头，另外，一类基于原子物理空间移动的量子标准与精密测量系统，如原子干涉仪、喷泉钟等，它们不仅需要通过磁光阱完成对热原子的冷却，还需操控原子在物理空间上移动，所以这类系统的结构更为复杂、体积更为庞大，不能满足现在对装置小型化的要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种下落式冷原子装置及其工作方法，以缓解了现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种下落式冷原子装置，其特征在于，包括：包括光栅磁光阱和真空组件；所述光栅磁光阱包括光栅芯片(1)、分别设于所述光栅芯片(1)进光侧和背光侧的一对反亥姆霍兹线圈(4)、设于背光侧的所述反亥姆霍兹线圈(4)远离所述光栅芯片(1)一侧的四分之一波片(7)、设于所述四分之一波片(7)远离所述光栅芯片(1)一侧的冷却光反光镜(6)、以及射向所述冷却光反光镜(6)的冷却光扩束(5)和冷却光光纤(3)；所述真空组件设于背光侧的所述反亥姆霍兹线圈(4)与所述光栅芯片(1)之间，所述真空组件包括真空导管(20)和真空腔室(8)，所述真空导管(20)上设置有吸气剂(10)。2.根据权利要求1所述的下落式冷原子装置，其特征在于，所述下落式冷原子装置还包括原子作用组件；所述原子作用组件包括射向所述真空腔室(8)内的共振光扩束(11)和共振光光纤(12)、设于所述真空腔室(8)远离所述共振光扩束(11)一侧的图像传感器(14)、设于所述真空腔室(8)上侧面的驻光波第一反光镜(13)、射向所述驻光波第一反光镜(13)的驻光波扩束(16)和驻光波光纤(18)以及设于所述真空腔室(8)下侧面的驻光波第二反光镜(15)。3.根据权利要求2所述的下落式冷原子装置，其特征在于，所述下落式冷原子装置还包括探测组件；所述探测组件位于所述真空腔室(8)的一侧，且所述探测组件与所述光栅磁光阱位于同一侧，所述探测组件包括射向所述真空腔室(8)的探测光扩束(22)和探测光光纤(19)，所述探测组件还包括设于所述真空腔室(8)远离所述真空导管(20)一侧的荧光探测器(26)和设于与四分之一波片(7)同一侧的探测光反光镜(21)。4.根据权利要求3所述的下落式冷原子装置，其特征在于，所述下落式冷原子装置还包括原子源(2)；所述原子源(2)设于所述真空腔室(8)远离所述真空导管(20)的一侧。5.根据权利要求4所述的下落式冷原子装置，其特征在于，所述下落式冷原子装置还包括磁屏蔽组件；所述磁屏蔽组件包括罩设于所述反亥姆霍兹线圈(4)外围的第一磁屏蔽筒(23)和第二磁屏蔽筒(24)...

【专利技术属性】
技术研发人员：于治龙，刘小赤，段俊毅，屈继峰，
申请(专利权)人：中国计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：