[發明專利]二維磁光阱系統及其制備窄線寬單光子源的方法

無效

• 申請號: 201310139383.6
• 申請日: 2013-04-19
• 公開（公告）號: CN103258579A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 廖開宇;何君鈺;顏輝
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: G21K1/00
• 分類號: G21K1/00;H04B10/70
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 楊曉松

1.二維磁光阱系統，其特征在于：包括兩對反亥姆霍茲線圈(1)、石英真空腔(2)、離子泵(3)、帶堿金屬釋放劑的電流饋通(4)、真空閥(5)、六通接頭(6)、第一玻璃窗口(7)、第二玻璃窗口(8)以及用于產生六束冷卻光(9)的第一半導體激光器，所述六通接頭(6)的六個開口分別與石英真空腔(2)、離子泵(3)、電流饋通(4)、真空閥(5)、第一玻璃窗口(7)和第二玻璃窗口(8)連接；所述兩對反亥姆霍茲線圈(1)分別水平對稱放置和豎直對稱放置以罩住石英真空腔(2)。

2.根據權利要求1所述的二維磁光阱系統，其特征在于：所述石英真空腔(2)通過金屬法蘭與六通接頭(6)的上部開口連接，所述離子泵(3)與六通接頭(6)的左部開口連接，所述電流饋通(4)與六通接頭(6)的右部開口連接，所述真空閥(5)與六通接頭(6)的后部開口連接，所述第一玻璃窗口(7)與六通接頭(6)的前部開口連接，所述第二玻璃窗口(8)與六通接頭(6)的下部開口連接。

3.根據權利要求1或2所述的二維磁光阱系統，其特征在于：所述每個反亥姆霍茲線圈(1)的尺寸為10cm*30cm，兩對反亥姆霍茲線圈(1)在石英真空腔(2)中心處形成一個柱狀的梯度磁場。

4.根據權利要求1或2所述的二維磁光阱系統，其特征在于：所述第一半導體激光器產生的六束冷卻光(9)為圓截面的高斯光束，分布在兩對反亥姆霍茲線圈(1)的周圍。

5.根據權利要求4所述的二維磁光阱系統，其特征在于：所述六束冷卻光(9)中，其中兩束冷卻光(9)與反亥姆霍茲線圈(1)形成的豎直平面垂直，直徑為38mm；四束冷卻光(9)與反亥姆霍茲線圈(1)形成的水平面夾角為45度，直徑為25.4mm。

6.基于權利要求1所述系統制備窄線寬單光子源的方法，其特征在于包括以下步驟：

1)采用電流饋通(4)加熱堿金屬釋放劑，維持真空中待冷卻原子的數量；

2)將真空閥(5)連接一個前級真空泵，打開真空閥(5)，將二維磁光阱系統內部抽到超高真空后，關閉真空閥(5)，并利用離子泵(3)將二維磁光阱系統內部維持在超高真空狀態；

3)采用大直流電流通于兩對反亥姆赫茲線圈(1)中，使反亥姆赫茲線圈(1)在石英真空腔(2)中心處形成一個柱狀的梯度磁場；

4)通過第一半導體激光器產生冷卻光(9)，獲得長條型冷原子團(10)，并制備至四波混頻的初態；

5)通過第一半導體激光器停止發射冷卻光(9)，通過第二半導體激光器產生泵浦光(11)和耦合光(12)，所述泵浦光(11)和耦合光(12)分別與冷原子團(10)的長軸方向呈2～4度夾角，并反向對稱入射冷原子團(10)；

6)所述泵浦光(11)和耦合光(12)分別與冷原子團(10)碰撞，在冷原子團(10)的長軸方向產生一個斯托克斯光子(13)，當該斯托克斯光子(13)觸發單光子探測器(14)，則產生了一個反向對稱散射的單光子，該單光子即為反斯托克斯光子(15)，反向收集斯托克斯光子(13)和反斯托克斯光子(15)；

7)在冷原子團(10)擴散前，通過第二半導體激光器停止發射泵浦光(11)和耦合光(12)，返回步驟4)進行下一次的制備。