[發(fā)明專利]利用激光冷卻提高原子分子反應(yīng)動量成像分辨率的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810675938.1 | 申請日： | 2018-06-27 |
| 公開（公告）號： | CN108363216B | 公開（公告）日： | 2018-10-09 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 江玉海;李任遠(yuǎn);王新成;袁俊陽 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學(xué)院上海高等研究院;中國科學(xué)院大學(xué) |
| 主分類號： | G02B27/58 | 分類號： | G02B27/58;G21K1/00;G21K1/093 |
| 代理公司： | 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219 | 代理人： | 余明偉 |
| 地址： | 201210 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 磁光阱系統(tǒng) 目標(biāo)元素 冷卻 動量 成像分辨率 激光冷卻 進(jìn)樣系統(tǒng) 探測系統(tǒng) 原子分子 分辨率提升 動態(tài)探測 溫度量級 質(zhì)量元素 入射光 離子 探測 束縛 | ||
1.一種利用激光冷卻提高原子分子反應(yīng)動量成像分辨率的系統(tǒng)，其特征在于，包括進(jìn)樣系統(tǒng)、磁光阱系統(tǒng)及收集和探測系統(tǒng)，其中，
所述進(jìn)樣系統(tǒng)位于所述磁光阱系統(tǒng)一側(cè)，用于將目標(biāo)元素初步冷卻后導(dǎo)入到所述磁光阱系統(tǒng)中；
所述磁光阱系統(tǒng)用于冷卻和束縛所述目標(biāo)元素；
所述收集和探測系統(tǒng)用于收集和探測所述磁光阱系統(tǒng)冷卻的所述目標(biāo)元素與入射光相互作用產(chǎn)生的電子和離子；所述收集和探測系統(tǒng)包括若干個加壓裝置、若干個電極片、亥姆霍茲線圈及探測器；其中，
所述加壓裝置與所述電極片一一對應(yīng)連接，用于分別向不同的所述電極片施加不同的電壓；
若干個所述電極片之間平行間隔排布于被冷卻束縛的所述目標(biāo)元素外側(cè)，用于在不同的電壓下產(chǎn)生非均勻牽引電場，以將所述磁光阱系統(tǒng)冷卻的所述目標(biāo)元素與入射光相互作用產(chǎn)生的電子和離子分別引至不同的所述探測器；
所述探測器位于若干個所述電極片之間平行間隔排布而成結(jié)構(gòu)的兩端，且與所述電極片具有間距；所述探測器用于探測所述電子或離子的位置和飛行時間，以重建所述目標(biāo)元素與入射光相互作用的動力學(xué)過程；
所述亥姆霍茲線圈位于所述探測器的外圍，用于防止所述電子和離子的橫向運動過大而超出所述探測器的探測范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用激光冷卻提高原子分子反應(yīng)動量成像分辨率的系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)樣系統(tǒng)包括二維磁光阱或塞曼減速器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用激光冷卻提高原子分子反應(yīng)動量成像分辨率的系統(tǒng)，其特征在于，所述磁光阱系統(tǒng)包括：
激光場，用于對導(dǎo)入到所述磁光阱系統(tǒng)中的所述目標(biāo)元素進(jìn)行冷卻；
線圈組，位于所述激光場相對的兩側(cè)，用于產(chǎn)生梯度磁場。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用激光冷卻提高原子分子反應(yīng)動量成像分辨率的系統(tǒng)，其特征在于，所述激光場包括三對激光束，其中，兩對所述激光束位于同一平面內(nèi)，該兩對所述激光束所在平面與另外一對所述激光束相垂直；所述線圈組包括一對線圈組，所述線圈組分別位于兩對所述激光束所在平面相對的兩側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用激光冷卻提高原子分子反應(yīng)動量成像分辨率的系統(tǒng)，其特征在于，所述探測器包括電阻陽極探測器或延遲線陽極探測器。
6.一種基于如權(quán)利要求1至5中任一項所述的利用激光冷卻提高原子分子反應(yīng)動量成像分辨率的系統(tǒng)的利用激光冷卻提高原子分子反應(yīng)動量成像分辨率的方法，其特征在于，包括如下步驟：
1）將目標(biāo)元素初步冷卻后導(dǎo)入至磁光阱系統(tǒng)內(nèi)；
2）使用所述磁光阱系統(tǒng)對所述目標(biāo)元素進(jìn)行冷卻束縛；
3）使用入射光與冷卻后的所述目標(biāo)元素進(jìn)行相互作用以產(chǎn)生電子和離子；
4）在非均勻牽引電場的作用下將所述電子和離子引至不同的探測器以記錄所述電子或離子的位置和飛行時間，并依據(jù)所述電子或離子的位置和飛行時間重建所述目標(biāo)元素與入射光相互作用的動力學(xué)過程。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用激光冷卻提高原子分子反應(yīng)動量成像分辨率的方法，其特征在于，步驟2）中，所述目標(biāo)元素被冷卻至微開氏溫度量級。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用激光冷卻提高原子分子反應(yīng)動量成像分辨率的方法，其特征在于，步驟3）中，所述入射光包括太赫茲激光、高次諧波激光、同步輻射激光或自由電子激光。
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