[發明專利]一種基于雙物質波源的原子干涉重力測量裝置

有效

• 申請號: 201611120894.3
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106772652B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 胡忠坤;毛德凱;周敏康;段小春;鄧小兵;羅覃
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01V7/00
• 分類號: G01V7/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 廖盈春

1.一種基于雙物質波源的原子干涉重力測量裝置，其特征在于，包括：真空腔體，用于為原子蒸汽提供一個密封容器，并為冷原子的制備和操縱提供真空度為10^-8～10^-7Pa的真空環境；

所述真空腔體包括：干涉區(101)，探測區(102)，第一冷原子團制備結構(103)和第二冷原子團制備結構(104)；

所述干涉區(101)為一根細長型管道，用于為原子干涉過程提供空間，并在所述干涉區(101)上端設置有用于引入原子操縱激光(L01)的玻璃窗口；且原子干涉過程在同一個細長形干涉區(101)中完成；

所述探測區(102)用于為兩個原子干涉結果的探測過程提供空間，為多窗口的腔體，窗口為探測激光和所要收集的熒光提供通道；

所述第一冷原子團制備結構(103)和第二冷原子團制備結構(104)位于所述干涉區(101)的同一端，用于為冷卻囚禁原子提供空間，均為多面體結構，并設置有多個窗口，窗口用于為冷卻激光提供通道，并為監測制備時的原子團提供通道；在所述第二冷原子團制備結構(104)的下方還設置有一個用于為原子操縱激光提供通道的窗口。

2.如權利要求1所述的原子干涉重力測量裝置，其特征在于，所述探測區(102)與所述第一冷原子團制備結構(103)之間、所述第一冷原子團制備結構(103)與所述第二冷原子團制備結構(104)之間均通過鈦合金管道連接。

3.如權利要求1所述的原子干涉重力測量裝置，其特征在于，所述原子操縱激光(L01)為Raman光束或Bragg光束，用于照射原子，使原子發生受激Raman躍遷或者Bragg衍射，實現原子波包的分束、反射與合束。

4.如權利要求1-3任一項所述的原子干涉重力測量裝置，其特征在于，所述原子干涉重力測量裝置還包括：偏置磁場線圈(201)，磁場屏蔽層(202)，光電探測器(203)，主腔體支撐板(204)，第一堿金屬樣品容器(205)，真空泵(206)，第二堿金屬樣品容器(207)，激光反射鏡(208)和反亥母霍茲線圈(209)；

所述偏置磁場線圈(201)為纏繞在所述干涉區(101)臂上的導電線圈，用于產生沿豎直方向的磁場使原子的磁子能級去簡并；

所述磁場屏蔽層(202)用于衰減干涉區(101)中的背景環境磁場；

光電探測器(203)用于收集兩個原子團(a1，a2)發射的熒光，并轉化為電信號；

所述主腔體支撐板(204)用于支撐主腔體(101-104)；

所述真空泵(206)用于維持主腔體(101-104)中的真空度；

所述第一堿金屬樣品容器(205)與所述第一冷原子團制備結構連通，內部盛有堿金屬原子樣品，用以彌散出原子氣體，用于提供工作物質；

所述第二堿金屬樣品容器(207)與第二冷原子團制備結構連通，內部盛有堿金屬原子樣品，用以彌散出原子氣體，用于提供工作物質；

所述激光反射鏡(208)垂直于原子操縱激光(L01)放置，用于將原子操縱激光(L01)原路反射形成對射的激光，對原子進行操作；

所述反亥母霍茲線圈(209)為兩個通入反向電流的線圈，安裝在第一冷原子團制備結構(103)上并使其軸線平行于冷卻激光(L03)中的一束，用以在其中心處產生磁場強度零點和磁場梯度，從而與冷卻激光(L03、L04)配合，在中心處囚禁原子。

5.如權利要求4所述的原子干涉重力測量裝置，其特征在于，所述磁場屏蔽層(202)由高磁導率材料多層纏繞構成。

6.如權利要求4所述的原子干涉重力測量裝置，其特征在于，所述光電探測器(203)為光電管。

7.如權利要求4所述的原子干涉重力測量裝置，其特征在于，所述光電探測器(203)為光電倍增管。

8.如權利要求4所述的原子干涉重力測量裝置，其特征在于，所述真空泵(206)包括離子泵和吸氣劑泵，與第一冷原子團制備結構(103)和第二冷原子團制備結構(104)之間的管道連通。