[發明專利]一種制備超長型冷原子云的非對稱二維磁光阱方法和裝置

有效

• 申請號: 201910629151.6
• 申請日: 2019-07-12
• 公開（公告）號: CN110473649B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 劉超;楊曉峰
• 申請（專利權）人: 山西醫科大學
• 主分類號: G21K1/00
• 分類號: G21K1/00;G21K1/093
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳;趙江艷

1.一種制備超長型冷原子云的非對稱二維磁光阱方法，其特征在于，采用六束冷卻光入射到MOT玻璃腔（17）內并交匯于一點，所述六束冷卻光分3對，每對冷卻光束中的兩束光互相對射重疊，且第一對冷卻光束沿X軸方向，第二對和第三對冷卻光束位于Y/Z平面，其夾角大于等于120°并且關于Y軸對稱設置；在所述MOT玻璃腔（17）的窗口四周設置平行于Y/Z平面的第一矩形線圈對和平行于X/Z平面的第二矩形線圈對，并使所述第二矩形線圈對的長度等于第一矩形線圈對的1.5倍，所述第一矩形線圈對和第二矩形線圈對均為反亥母霍茲線圈。

2.根據權利要求1所述的一種制備超長型冷原子云的非對稱二維磁光阱方法，其特征在于，所述第一對冷卻光束和再泵浦光的光斑直徑為第二對冷卻光束和第三對冷卻光束的2倍。

3.根據權利要求1所述的一種制備超長型冷原子云的非對稱二維磁光阱方法，其特征在于，冷原子云中的原子為銫原子；所述冷卻光束頻率通過偏振光譜鎖定到銫原子的交叉線上，再泵浦光共振于原子線，與沿X軸的冷卻光束耦合并從同一光纖輸出。

4.根據權利要求1所述的一種制備超長型冷原子云的非對稱二維磁光阱方法，其特征在于，所述第一矩形線圈對和第二矩形線圈對中的線圈為銅漆包線纏繞190匝構成，所述銅漆包線的阻值為1Ω，加載電流為1.5A。

5.一種制備超長型冷原子云的非對稱二維磁光阱裝置，其特征在于，包括真空系統、光路系統、磁場產生系統和MOT玻璃腔（17）；所述真空系統包括離子泵（6）和多通腔室（11），所述離子泵（6）通過多通腔室（11）與所述MOT玻璃腔（17）連通；

所述光路系統包括由冷卻光器（a1）提供的六束冷卻光和由再泵浦激光器（c1）提供的一束再泵浦激光，所述六束冷卻光交匯于所述MOT玻璃腔（17）內一點并且兩兩對射重疊形成三對冷卻光束，第一對冷卻光束沿Z軸方向并與所述再泵浦激光重疊入射，第二對和第三對冷卻光束位于Y/Z平面且其夾角大于120°；

所述磁場產生系統包括設置在所述MOT玻璃腔（17）的窗口四周的第一矩形線圈對和第二矩形線圈對，所述第一矩形線圈對平行于Y/Z平面設置；第二矩形線圈對平行于X/Z平面設置，且所述第二矩形線圈對的長度為第一矩形線圈對的1.5倍，所述第一矩形線圈對和第二矩形線圈對均為反亥母霍茲線圈。

6.根據權利要求5所述的一種制備超長型冷原子云的非對稱二維磁光阱裝置，其特征在于，所述MOT玻璃腔（17）四周套設有線圈支架（A3），所述線圈支架（A3）包括位于所述MOT玻璃腔（17）外周的四塊方框形線圈板，所述線圈板的邊緣距設置有用于繞設線圈的方形線圈凹槽，所述第一矩形線圈對為銅漆包線在位于Y/Z平面上的兩塊線圈板上纏繞構成，所述第二矩形線圈對為銅漆包線在位于X/Z平面上的兩塊線圈板上纏繞構成。

7.根據權利要求6所述的一種制備超長型冷原子云的非對稱二維磁光阱裝置，其特征在于，所述銅漆包線的阻值為1Ω，所述第一矩形線圈對和第二矩形線圈對的纏繞圈數為190圈，加載電流為1.5A。

8.根據權利要求5所述的一種制備超長型冷原子云的非對稱二維磁光阱裝置，其特征在于，所述第一對冷卻光和再泵浦光的光斑直徑為第二對冷卻光束和第三對冷卻光束的2倍。

9.根據權利要求5所述的一種制備超長型冷原子云的非對稱二維磁光阱裝置，其特征在于，所述真空系統還包括設置在所述離子泵（6）和多通腔室（11）之間的CF轉接管（9），所述CF轉接管（9）通過152支撐壓環（7）設置在平臺上，所述CF轉接管（9）上設置有分子泵（21），升華泵（8）和真空規（19）；

所述多通腔室（11）為圓柱形的八通腔室，其上下表面通過盲法蘭（12）封閉，圓周側壁上設置有六個通道，其中一個通道連接所述CF轉接管（9），兩個通道分別連接一個MOT玻璃腔（17），另三個通道分別轉接三個光學窗口，三個光學窗口分別于所述CF轉接管（9）和MOT玻璃腔（17）位于同一軸線上，且與所述MOT玻璃腔（17）同軸的兩個光學窗口上設置有通光窗口。

10.根據權利要求5所述的一種制備超長型冷原子云的非對稱二維磁光阱裝置，其特征在于，所述真空系統還包括設置在多通腔室（11）與MOT玻璃腔（17）之間的三通轉管（13），所述三通轉管（13）上設置有三角閥（14），銫原子源（15）通過三角閥（14）與所述三通轉管（13）連接。