[發(fā)明專利]原子束準(zhǔn)直方法、原子束準(zhǔn)直器、原子干涉儀、原子陀螺儀

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980069862.0
• 申請日: 2019-10-09
• 公開（公告）號: CN112955978A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 上妻干旺;井上遼太郎;細(xì)谷俊之;田中敦史
• 申請（專利權(quán)）人: 日本航空電子工業(yè)株式會社;國立大學(xué)法人東京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G21K1/02
• 分類號: G21K1/02;G01B9/02;G01C19/62;G21K1/00;H01S1/06
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 岳雪蘭

1.一種原子束準(zhǔn)直方法，其特征在于，具有：

第一步驟，對原子束照射具有與基態(tài)和第一激發(fā)態(tài)之間的躍遷對應(yīng)的波長的第一激光，由此選擇性地使所述原子束中在與所述原子束的行進(jìn)方向正交的方向上具有比期望速度小的速度分量的原子從所述基態(tài)躍遷至所述第一激發(fā)態(tài)；

第二步驟，其在所述第一步驟之后，對所述原子束照射具有與所述基態(tài)和第二激發(fā)態(tài)之間的躍遷對應(yīng)的波長的第二激光，由此向所述原子束中處于所述基態(tài)的原子賦予反沖動量，其結(jié)果是，改變所述原子束中處于所述基態(tài)的原子的行進(jìn)方向；

第三步驟，其在所述第二步驟之后，對所述原子束照射具有與所述基態(tài)和所述第一激發(fā)態(tài)之間的躍遷對應(yīng)的波長的第三激光，由此使所述原子束中處于所述第一激發(fā)態(tài)的原子從所述第一激發(fā)態(tài)躍遷至所述基態(tài)。

2.一種原子束準(zhǔn)直器，其特征在于，

包括照射部，其對原子束照射第一激光、第二激光、第三激光，

所述原子束按照所述第一激光、所述第二激光、所述第三激光的順序被照射，

所述第一激光是具有與基態(tài)和第一激發(fā)態(tài)之間的躍遷對應(yīng)的波長的激光，

所述第二激光是具有與所述基態(tài)和第二激發(fā)態(tài)之間的躍遷對應(yīng)的波長的激光，

所述第三激光是具有與所述基態(tài)與所述第一激發(fā)態(tài)之間的躍遷對應(yīng)的波長的激光。

3.如權(quán)利要求2所述的原子束準(zhǔn)直器，其特征在于，

Δv＝Γ/k₁成立，其中，所述原子束通過所述第一激光而由此從所述基態(tài)躍遷至所述第一激發(fā)態(tài)的所述原子束中的原子的、與所述原子束的行進(jìn)方向正交的方向上的速度分量的規(guī)定最大值為Δv，所述原子束通過所述第一激光而由此從所述基態(tài)躍遷至所述第一激發(fā)態(tài)的所述原子束中的原子的吸收光譜線的半值全寬為Γ，所述第一激光的波數(shù)為k₁。

4.如權(quán)利要求2或3所述的原子束準(zhǔn)直器，其特征在于，

τ₁≥(D+W₁/2+W₃/2)/V成立，其中，所述第一激發(fā)態(tài)的壽命為τ₁，所述第一激光的中心軸與所述第三激光的中心軸的軸間距離為D，所述第一激光的束寬為W₁，所述第三激光的束寬為W₃，所述原子束的行進(jìn)方向的原子的平均速度為V。

5.如權(quán)利要求4所述的原子束準(zhǔn)直器，其特征在于，

W₂/V≥τ₂×v₀/v_recoil,λ2成立，其中，所述第二激發(fā)態(tài)的壽命為τ₂，與所述原子束的行進(jìn)方向正交的方向的原子的速度分量的推測最大值為v₀，所述原子束中的原子從所述第二激光中的一個光子接受的與所述原子束的行進(jìn)方向正交的方向的反沖速度為v_recoil,λ2，所述第二激光的束寬為W₂。

6.如權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的原子束準(zhǔn)直器，其特征在于，

所述第三激光的行進(jìn)方向與所述第一激光的行進(jìn)方向平行。

7.一種原子干涉儀，其特征在于，包括：

原子束生成裝置，其連續(xù)生成原子束；

行進(jìn)光駐波生成部，其生成三個以上行進(jìn)光駐波；

干涉部，其得到所述原子束與所述三個以上行進(jìn)光駐波相互作用后的原子束；

所述原子束生成裝置包括：

原子束源；

原子束準(zhǔn)直器；

所述原子束準(zhǔn)直器包括對原子束照射第一激光、第二激光、第三激光的照射部，

所述原子束按照所述第一激光、所述第二激光、所述第三激光的順序被照射，

所述第一激光是具有與基態(tài)和第一激發(fā)態(tài)之間的躍遷對應(yīng)的波長的激光，

所述第二激光是具有與所述基態(tài)和第二激發(fā)態(tài)之間的躍遷對應(yīng)的波長的激光，

所述第三激光是具有與所述基態(tài)和所述第一激發(fā)態(tài)之間的躍遷對應(yīng)的波長的激光。

8.一種原子陀螺儀，其特征在于，包括：

原子束生成裝置，其連續(xù)生成原子束；

行進(jìn)光駐波生成部，其生成三個以上行進(jìn)光駐波；

干涉部，其得到所述原子束與所述三個以上行進(jìn)光駐波相互作用后的原子束；

觀測部，其通過觀測來自所述干涉部的所述原子束，來檢測角速度或加速度；

所述原子束生成裝置包括：

原子束源；

原子束準(zhǔn)直器；

所述原子束準(zhǔn)直器包括對原子束照射第一激光、第二激光、第三激光的照射部，

所述原子束按照所述第一激光、所述第二激光、所述第三激光的順序被照射，

所述第一激光是具有與基態(tài)和第一激發(fā)態(tài)之間的躍遷對應(yīng)的波長的激光，

所述第二激光是具有與所述基態(tài)和第二激發(fā)態(tài)之間的躍遷對應(yīng)的波長的激光，

所述第三激光是具有與所述基態(tài)和所述第一激發(fā)態(tài)之間的躍遷對應(yīng)的波長的激光。