[發明專利]基于超冷分子光締合光譜的光頻移測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201611009364.1
• 申請日: 2016-11-17
• 公開（公告）號: CN106546332B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 武寄洲;馬杰;李玉清;肖連團;賈鎖堂
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙)14100
• 代理人: 朱源

1.一種基于超冷分子光締合光譜的光頻移測量裝置，其特征在于：包括聲光調制器（1）、偏振分束棱鏡（2）；

聲光調制器（1）的第一個出射端與偏振分束棱鏡（2）的第一個入射端之間設有由第一光開關（3）、第一半波片（4）依次串接而成的第一光路；

聲光調制器（1）的第二個出射端與偏振分束棱鏡（2）的第二個入射端之間設有由第二光開關（5）、中性密度濾光片（6）、反射鏡（7）、第二半波片（8）依次串接而成的第二光路；

第一光路和第二光路共同圍成直角三角形；

一束光締合激光經聲光調制器（1）衍射形成零級光束（9）和一級光束（10），零級光束（9）進入第一光路，一級光束（10）進入第二光路，通過調節聲光調制器（1）實現零級光束（9）和一級光束（10）的光強相同，通過調節中性密度濾光片（6）實現零級光束（9）的光強保持不變、改變一級光束（10）的光強。

2.一種基于超冷分子光締合光譜的光頻移測量方法，該方法是基于如權利要求1所述的基于超冷分子光締合光譜的光頻移測量裝置實現的，其特征在于：該方法是采用如下步驟實現的：

步驟A：在石英泡裝載的磁光阱中獲得超冷銫原子，超冷銫原子在1×10^-7Pa的真空背景下形成球形的超冷銫原子云；

步驟B：一束光締合激光經聲光調制器（1）衍射形成零級光束（9）和一級光束（10）；零級光束（9）入射到第一光開關（3）；一級光束（10）入射到第二光開關（5）；

步驟C：令零級光束（9）和一級光束（10）的光強相同；

步驟D：開啟第一光開關（3），零級光束（9）依次經第一光開關（3）、第一半波片（4）、偏振分束棱鏡（2）入射到超冷銫原子云；此時，零級光束（9）與超冷銫原子云相互作用，由此掃描得到一個光締合光譜，該光締合光譜中包含一個共振峰；

然后，關斷第一光開關（3），并開啟第二光開關（5），一級光束（10）依次經第二光開關（5）、中性密度濾光片（6）、反射鏡（7）、第二半波片（8）、偏振分束棱鏡（2）入射到超冷銫原子云；此時，一級光束（10）與超冷銫原子云相互作用，由此掃描得到光締合光譜中的另一個共振峰；

然后，關斷第二光開關（5）；

步驟E：在得到的光締合光譜中比較兩個共振峰，由此得出兩個共振峰的峰值間距，該峰值間距即為零級光束（9）和一級光束（10）的光強相同時二者之間的共振峰能級間距，該共振峰能級間距的值即為預設的聲光調制器（1）的偏頻量；

步驟F：令零級光束（9）的光強保持不變，并改變一級光束（10）的光強，然后執行步驟D，并在得到的光締合光譜中比較兩個共振峰，由此得出兩個共振峰的峰值間距；然后，將該峰值間距與步驟E中的峰值間距作差，二者的差值即為零級光束（9）和一級光束（10）的光強不同時能級的共振峰的光頻移量。

3.根據權利要求2所述的基于超冷分子光締合光譜的光頻移測量方法，其特征在于：所述步驟A中，超冷銫原子云的最大原子密度為10¹¹cm^-3；所述步驟B中，光締合激光由大范圍可連續調諧的鈦寶石激光器提供；聲光調制器（1）的頻移范圍為110±25MHz、透過率為95%、衍射效率為85%、最大入射光功率＞10W/mm²；所述步驟C中，零級光束（9）和一級光束（10）的光強均為52W/cm²。