[發(fā)明專利]一種漫反射激光冷卻原子貯存裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910496116.1
• 申請(qǐng)日: 2019-06-10
• 公開（公告）號(hào): CN110148484B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王秀梅;周鐵中;張程源;吳瓊;王孟芝;盧旭;高連山
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京無線電計(jì)量測試研究所
• 主分類號(hào): G21K1/00
• 分類號(hào): G21K1/00;G04F5/14
• 代理公司: 北京國昊天誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11315
• 代理人: 馬驥;南霆

1.一種漫反射激光冷卻原子貯存裝置，包括圓柱筒形的石英泡主體(1)，其特征在于，石英泡主體(1)的中部連通連接有管狀的石英泡充氣端(2)，石英泡主體(1)的下端連通連接有管狀的石英泡固定端(3)，石英泡固定端(3)處連接有無磁金屬化層(4)，圓柱筒形的微波腔筒(7)套設(shè)在石英泡主體(1)外，微波腔筒(7)的上端連接有位于石英泡主體(1)上方的微波腔上圓端蓋(5)，微波腔上圓端蓋(5)的中間處設(shè)置有探測光上通光孔(6)，微波腔筒(7)的下端連接有位于石英泡主體(1)下方的微波腔下圓端蓋(9)，微波腔筒(7)的內(nèi)壁上、微波腔上圓端蓋(5)的底面上及微波腔下圓端蓋(9)的頂面上均設(shè)置有高漫反射率金屬層(8)；微波腔下圓端蓋(9)的中間處設(shè)置有探測光下通光孔(10)，微波腔下圓端蓋(9)在探測光下通光孔(10)處連接有向下延伸的管狀的微波腔固定端(12)，石英泡固定端(3)位于探測光下通光孔(10)的下方，微波腔固定端(12)套設(shè)在石英泡固定端(3)外；微波腔下圓端蓋(9)上設(shè)置有至少兩個(gè)用于向石英泡主體(1)內(nèi)注入冷卻光(16)的冷卻光注光孔(11)，冷卻光注光孔(11)在探測光下通光孔(10)周圍均勻分布；微波腔固定端(12)下端連接有環(huán)形的固定端內(nèi)凸邊緣(14)，固定端內(nèi)凸邊緣(14)的中心處設(shè)置有用于向石英泡主體(1)內(nèi)注入探測石英泡主體(1)的縱向中心軸線上冷原子團(tuán)(17)數(shù)量和溫度的探測光(18)的固定端注光孔(13)；石英泡固定端(3)與微波腔固定端(12)之間設(shè)置有空隙，所述空隙內(nèi)填充有無磁釬料層(15)；石英泡主體(1)的縱向中心軸線與微波腔軸向中心線(19)重合。

2.如權(quán)利要求1所述的漫反射激光冷卻原子貯存裝置，其特征在于，石英泡充氣端(2)為圓管狀。

3.如權(quán)利要求1所述的漫反射激光冷卻原子貯存裝置，其特征在于，石英泡固定端(3)為圓管狀。

4.如權(quán)利要求1所述的漫反射激光冷卻原子貯存裝置，其特征在于，無磁金屬化層(4)為圓管狀，無磁金屬化層(4)連接在石英泡固定端(3)的內(nèi)壁上。

5.如權(quán)利要求1所述的漫反射激光冷卻原子貯存裝置，其特征在于，探測光上通光孔(6)、探測光下通光孔(10)、冷卻光注光孔(11)和固定端注光孔(13)均為圓形。

6.如權(quán)利要求1所述的漫反射激光冷卻原子貯存裝置，其特征在于，微波腔筒(7)的內(nèi)壁上的高漫反射率金屬層(8)為圓管狀，微波腔上圓端蓋(5)的底面上及微波腔下圓端蓋(9)的頂面上的高漫反射率金屬層(8)均為平面狀。

7.如權(quán)利要求1所述的漫反射激光冷卻原子貯存裝置，其特征在于，微波腔上圓端蓋(5)和微波腔下圓端蓋(9)均為圓形板狀。

8.如權(quán)利要求1所述的漫反射激光冷卻原子貯存裝置，其特征在于，微波腔上圓端蓋(5)和微波腔下圓端蓋(9)分別通過螺栓與微波腔筒(7)的上端和下端連接。

9.如權(quán)利要求1所述的漫反射激光冷卻原子貯存裝置，其特征在于，固定端內(nèi)凸邊緣(14)為圓環(huán)形。

10.一種漫反射激光冷卻原子貯存方法，用于權(quán)利要求1～9中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，包括以下步驟，

將微波腔筒(7)套設(shè)在石英泡主體(1)外；

石英泡主體(1)的中心軸線與微波腔軸向中心線(19)對(duì)準(zhǔn)重合；

將石英泡固定端(3)與微波腔固定端(12)之間的縫隙通過無磁釬料層(15)進(jìn)行釬焊，實(shí)現(xiàn)石英泡固定端(3)與微波腔固定端(12)之間的連接和固定；

將微波腔上圓端蓋(5)安裝在圓柱筒形的微波腔筒(7)上；

當(dāng)具有大于0°的發(fā)散角的冷卻光(16)通過微波腔下圓端蓋(9)上對(duì)稱分布的冷卻光注光孔(11)進(jìn)入微波腔筒(7)內(nèi)后，經(jīng)多次石英泡主體(1)泡壁的透射和微波腔筒(7)內(nèi)壁的高漫反射率金屬層(8)的反射后，形成各向同性光場對(duì)石英泡主體(1)內(nèi)的原子進(jìn)行冷卻，形成冷原子團(tuán)；經(jīng)過態(tài)制備后的冷原子可再與微波腔筒(7)內(nèi)的磁場相互作用；最后依次通過固定端注光孔(13)、探測光下通光孔(10)和探測光上通光孔(6)的探測光(18)探測軸向上的冷原子數(shù)。