【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超冷原子气体制备领域，特别涉及二维超冷原子气体制备装置及制备方法。
技术介绍
1、通常在交叉的偶极光阱中蒸发得到的玻色爱因斯坦凝聚体是三维椭球体，具有明显的各向异性，内部分布十分不均匀。为了得到均匀分布的二维玻色爱因斯坦凝聚体，先后有许多技术方法制备二维玻色爱因斯坦凝聚体。目前，使用可变周期的一维光晶格，可以将所有原子全部装载到光晶格的暗条纹中，然后将冷原子绝热地压缩到较小空间尺度内，实现制备准二维超冷原子气体。然而，光晶格的暗条纹出现任何抖动都会严重地影响超冷原子装载的寿命和数量。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种二维超冷原子气体制备装置及制备方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
2、为解决上述技术问题所采用的技术方案：
3、一种二维超冷原子气体制备装置，包括：
4、主光路，其包括依次设置的第一激光器、第一半波片、第一球面透镜、柱面透镜、声光偏转器、第一反射镜、第二球面透镜、第二反射镜、第二半波片、分束器、第三半波片、非球面透镜、制备腔、第三球面透镜、第三反射镜、第四球面透镜、光学针孔、第一光电探测器，所述主光路在所述制备腔中形成相交的第一束缚激光与第二束缚激光，所述第一光电探测器测量穿过所述光学针孔的激光的相位；
5、光学势阱形成组件，其在所述制备腔产生光学势阱；
6、光强探测光路，其测量穿过所述第二反射镜的激光的光强；
7、反馈系统
8、本专利技术的有益效果是：第一激光器发出的激光后，主光路在制备腔中形成相交的第一束缚激光与第二束缚激光，第一束缚激光与第二束缚激光干涉后形成一维光晶格，光学势阱形成组件在制备腔中产生光学势阱，光学势阱与一维光晶格配合使制备腔中的超冷原子云装载到一维光晶格中；光强探测光路测量穿过第二反射镜的激光的光强，激光的光强变化较快，因此通过反馈系统调节声光偏转器的驱动幅度以稳定激光的功率，使激光的光强靠近反馈系统预设的光强值，避免光强较大的跳变造成超冷原子的数量降低；第一束缚激光与第二束缚激光穿过制备腔后由第三球面透镜与第四球面透镜重新会聚到光学针孔中，第一束缚激光与第二束缚激光干涉后形成暗条纹，光学针孔能够有效地选择单个暗条纹，以便于通过第一光电探测器测量穿过光学针孔的激光的相位，根据测量到的相位再去调节分束器的相移，可以有效地抑制温度和机械振动导致的相位漂移，从而减少第一束缚激光与第二束缚激光干涉后形成的暗条纹抖动，确保超冷原子气体单层地装载于一维光晶格中，有效地抑制非单层的准二维超冷原子气体的制备。
9、作为上述技术方案的进一步改进，所述反馈系统接收所述第一光电探测器测量的相位信号，所述反馈系统预设有相位值，所述反馈系统调节所述分束器的相移使所述相位信号靠近所述相位值。
10、反馈系统根据相位信号调节分束器的相移，使第一束缚激光与第二束缚激光的相位能够往预设的相位值调节，减少第一束缚激光与第二束缚激光干涉后形成的暗条纹抖动。
11、作为上述技术方案的进一步改进，所述光强探测光路包括依次设置的第五球面透镜与第二光电探测器，所述光强探测光路设置于所述第二反射镜之后，所述第二光电探测器测量激光的光强，所述第二光电探测器将测量到的所述光强信号发送到所述反馈系统。
12、由于穿过第二反射镜的激光较微弱，通过第五球面透镜会聚到第二光电探测器，有助于第二光电探测器准确测量穿过第二反射镜的激光的光强。
13、作为上述技术方案的进一步改进，所述光学势阱为偶极势阱或盒子势阱。
14、偶极势阱与盒子势阱均能够在水平方向产生束缚阱束缚超冷原子云，准二维超冷原子气体需要非常平坦的囚禁，因此盒子势阱相比较单束偶极势阱更易产生均匀的准二维超冷原子气体。
15、一种二维超冷原子气体制备方法，包括如上述的二维超冷原子气体制备装置，所述二维超冷原子气体制备方法还包括以下步骤：
16、在所述制备腔制备超冷原子云；
17、分别将所述第一束缚激光与所述第二束缚激光移动到所述超冷原子云；
18、逐渐增加所述第一激光器发射激光的光强；
19、调整所述分束器的相移使所述第一束缚激光与所述第二束缚激光干涉形成的暗条纹处于所述超冷原子云的中心，所述第一束缚激光与所述第二束缚激光干涉形成一维光晶格；
20、启动所述光学势阱形成组件，改变所述声光偏转器的驱动频率，所述超冷原子云被装载于所述一维光晶格中；
21、调整所述声光偏转器的驱动频率压缩所述超冷原子云的尺寸。
22、超冷原子云制备后，利用主光路的第一束缚激光与第二束缚激光在制备腔中干涉后形成一维光晶格，将一维光晶格的暗条纹移动到超冷原子云中心，以确保暗条纹能够装载超冷原子，启动光学势阱形成组件使超冷原子云被装载到一维光晶格中，最后调整声光偏转器的驱动频率使第一束缚激光与第二束缚激光的相位变化，进而压缩一维光晶格的尺寸使超冷原子云的尺寸被压缩；通过反馈系统调节声光偏转器的驱动幅度以稳定激光的功率，避免光强较大的跳变降低超冷原子的数量；第一束缚激光与第二束缚激光穿过制备腔后由第三球面透镜与第四球面透镜重新会聚到光学针孔中，第一束缚激光与第二束缚激光干涉后形成暗条纹，光学针孔能够有效地选择单个暗条纹，以便于通过第一光电探测器测量穿过光学针孔的激光的相位，根据测量到的相位再去调节分束器的相移，可以有效地抑制温度和机械振动导致的相位漂移，从而减少第一束缚激光与第二束缚激光干涉后形成的暗条纹抖动，确保超冷原子气体单层地装载于一维光晶格中，有效地抑制非单层的准二维超冷原子气体的制备。
23、作为上述技术方案的进一步改进，所述分束器包括第四反射镜、偏振分光棱镜、四分之一波片、第五反射镜、第六反射镜，所述主光路的激光经过所述第四反射镜与所述偏振分光棱镜后分成所述第一束缚激光与所述第二束缚激光，所述第一束缚激光经过所述第六反射镜反射到所述第三半波片，所述第二束缚激光经过所述四分之一波片与所述第五反射镜再穿过所述偏振分光棱镜入射到所述第三半波片。
24、改变第六反射镜的位置使第一束缚激光的传输角度随之变化，改变第五反射镜的位置使第二束缚激光的传输角度随之变化，以便于对第一束缚激光与第二束缚激光的传输角度进行单独调节，以改变第一束缚激光与第二束缚激光干涉后形成的暗条纹位置。
25、作为上述技术方案的进一步改进，所述分别将所述第一束缚激光与所述第二束缚激光移动到所述制备腔的所述超冷原子云包括以下步骤：
26、遮挡所述第二束缚激光，调整所述第六反射镜的位置使所述第一束缚激光对准所述超冷原子云；
27、改变所述声光偏转器的驱动频率，调整所述非球面透镜与所述制备腔之间的距离，直至所述第一束缚激光保持照射于所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二维超冷原子气体制备装置，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的二维超冷原子气体制备装置，其特征在于：所述反馈系统接收所述第一光电探测器测量的相位信号，所述反馈系统预设有相位值，所述反馈系统调节所述分束器的相移使所述相位信号靠近所述相位值。
3.根据权利要求1所述的二维超冷原子气体制备装置，其特征在于：所述光强探测光路包括依次设置的第五球面透镜与第二光电探测器，所述光强探测光路设置于所述第二反射镜之后，所述第二光电探测器测量激光的光强，所述第二光电探测器将测量到的所述光强信号发送到所述反馈系统。
4.根据权利要求1所述的二维超冷原子气体制备装置，其特征在于：所述光学势阱为偶极势阱或盒子势阱。
5.一种二维超冷原子气体制备方法，其特征在于：包括如权利要求1至4中任一项所述的二维超冷原子气体制备装置，所述二维超冷原子气体制备方法还包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的二维超冷原子气体制备方法，其特征在于：所述分束器包括第四反射镜、偏振分光棱镜、四分之一波片、第五反射镜、第六反射镜，所述主光路的激光经过所述第四
7.根据权利要求6所述的二维超冷原子气体制备方法，其特征在于：所述分别将所述第一束缚激光与所述第二束缚激光移动到所述制备腔的所述超冷原子云包括以下步骤：
8.根据权利要求6所述的二维超冷原子气体制备方法，其特征在于：所述分束器还包括移动机构，所述移动机构连接于所述第五反射镜，所述移动机构与所述反馈系统电性连接，所述调整所述第二束缚激光的角度包括以下步骤：
9.根据权利要求5所述的二维超冷原子气体制备方法，其特征在于：在所述逐渐增加所述第一激光器发射激光的光强的步骤中，通过所述反馈系统调整所述声光偏转器的驱动幅度以稳定激光功率。
10.根据权利要求5所述的二维超冷原子气体制备方法，其特征在于：所述在所述制备腔制备超冷原子云的过程中，使用交叉的偶极光阱束缚所述超冷原子云；在所述启动所述光学势阱形成组件之后，所述交叉的偶极光阱束缚光强开始降低；在所述改变所述声光偏转器的驱动频率的过程中，所述交叉的偶极光阱束缚光强逐渐降低为零。
...【技术特征摘要】
1.一种二维超冷原子气体制备装置，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的二维超冷原子气体制备装置，其特征在于：所述反馈系统接收所述第一光电探测器测量的相位信号，所述反馈系统预设有相位值，所述反馈系统调节所述分束器的相移使所述相位信号靠近所述相位值。
3.根据权利要求1所述的二维超冷原子气体制备装置，其特征在于：所述光强探测光路包括依次设置的第五球面透镜与第二光电探测器，所述光强探测光路设置于所述第二反射镜之后，所述第二光电探测器测量激光的光强，所述第二光电探测器将测量到的所述光强信号发送到所述反馈系统。
4.根据权利要求1所述的二维超冷原子气体制备装置，其特征在于：所述光学势阱为偶极势阱或盒子势阱。
5.一种二维超冷原子气体制备方法，其特征在于：包括如权利要求1至4中任一项所述的二维超冷原子气体制备装置，所述二维超冷原子气体制备方法还包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的二维超冷原子气体制备方法，其特征在于：所述分束器包括第四反射镜、偏振分光棱镜、四分之一波片、第五反射镜、第六反射镜，所述主光路的激光经过所述第四反射镜与所述偏振分光棱镜后分成所述第一束缚激光与所述第...
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