【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冷原子团密度测量方法，特别是对磁场发生装置进行时序控制，可在毫秒量级内完成同一冷原子团的密度测量，用于地面或者微重力环境下的冷原子实验中可以达到更好的测量效果。
技术介绍
1、1985年，美国华裔著名科学家朱棣文成功实现了原子的激光冷却，在此之后，激光冷却技术在捕获中性原子方面的迅速发展，使得大量制备冷原子样品成为了可能。而冷原子密度分布作为重要的物理参数，测量密度分布对于冷原子的研究有着重要意义，也可以进一步指导冷原子团的操控和冷却效率的提升。
2、现有测量冷原子团密度的方法是，使用反亥姆霍兹线圈产生一个中心为零的梯度磁场。调节探测光的频率到87rb原子d2跃迁频率，待冷原子样品成功制备后，将探测光束沿着线圈轴线方向注入冷原子团，并收集分析冷原子团的吸收信号，便得到该点处的冷原子密度。移动反亥姆霍兹线圈，改变磁场零点的空间位置，多次重复上述测量。得到冷原子一维密度分布(参考文献“measurement of spatial distribution of cold atoms in anintegrating sphere”，作者wang xu-cheng,cheng hua-dong,xiao ling,zheng ben-chang,meng yan-ling,liu liang,wang yu-zhu)。
3、由于重力、冷原子之间的相互作用等因素，使得冷原子实验的测量时间窗口维持在数个或数十毫秒。现有方法不能在该时间窗口下，达到冷原子密度性质的完整测量，导致每测量下一空间点的冷原子团
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提出一种冷原子团密度的测量方法。在探测光与冷原子团共振的同时，对磁场发生装置进行时序控制，使冷原子团中的磁场零点在毫秒时间内进行移动，并收集冷原子团内不同位置处的探测光的信号，得到冷原子团一维密度分布。同时为了避免冷原子团的扩散，可使用近似内态无损方法延长冷原子的持续时间。本方法可在毫秒量级内完成冷原子团的密度分布测量，并用于同一冷原子团且不需重复制备。对于冷原子物理实验装置自动化具有重要意义。
2、本专利技术的技术解决方案如下：
3、一种冷原子团密度的测量方法，其特点在于，包括：
4、步骤1.构建中心磁场为0的梯度磁场和匀强偏置磁场；
5、步骤2.将探测光与所述冷原子团中磁场零点共振；
6、步骤3.通过时序控制模块改变磁场零点在冷原子团中的位置，与此同时，收集所述探测光与磁场零点处的冷原子团的共振信号，获得磁场零点处的冷原子密度；
7、进一步，所述步骤1具体包括：
8、步骤1-1.将两组线圈中心轴线重合放置，其中，第一组线圈用于产生匀强磁场，第二组线圈用于产生中心磁场为0的梯度磁场；
9、步骤1-2.将所述第一组线圈与第一线圈驱动电路相连，所述第二组线圈与第二线圈驱动电路相连；
10、步骤1-3.将时序控制模块分别连接所述的第一线圈驱动电路、第二线圈驱动电路；
11、进一步，所述步骤2具体包括：
12、步骤2-1.将待测冷原子团置于所述两组线圈中心轴线的对称处，将探测光与所述两组线圈的轴线重合；
13、步骤2-2.将时序控制模块连接所述的探测光路；
14、步骤2-3.设置时序信号tprob为某一电平的方波信号，将所述时序信号tprob输入所述的探测光路。
15、进一步，所述步骤3具体包括：
16、步骤3-1.设置时序信号ta为某一电平的方波信号，将该时序信号ta输入所述的第一线圈驱动电路、第一组线圈后，产生某一强度的匀强磁场；
17、步骤3-2.设置时序信号tb为某一电平的方波信号，将该时序信号tb输入所述的第二线圈驱动电路、第二组线圈后，产生中心磁场为0的梯度磁场；
18、步骤3-3.打开探测器后，改变所述时序信号ta的电平大小，使得匀强磁场的强度发生变化，总磁场零点的位置进行移动，所述探测器收集不同磁场零点位置的冷原子密度数据；当方波电平停止改变，关闭探测器，数据处理分析后，得到冷原子的密度分布。
19、与现有技术相比，本方法的特点如下：
20、通过对磁场发生装置进行时序控制，将探测光与冷原子团中磁场为零的点共振，再改变磁场零点在冷原子团中的位置，得到该处的冷原子团密度。本专利技术可在毫秒量级完成同一冷原子团的密度分布测量，具有操作简单，易于控制调节，测量方便等优点。在冷原子实验中意义重大。
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1.一种冷原子团的密度测量方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的冷原子团的密度测量方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：
3.根据权利要求1所述的冷原子团的密度测量方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：
4.根据权利要求1所述的冷原子团的密度测量方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：
【技术特征摘要】
1.一种冷原子团的密度测量方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的冷原子团的密度测量方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：
3.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙远，秦奇，王鑫，范夏阳，张孝，张启旺，
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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