[發明專利]量子絕對重力儀

有效

• 申請號: 202011604726.8
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112782776B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 楊秋海;郭彬;李凱;馬政杰;吳彬;程冰
• 申請（專利權）人: 杭州微伽量子科技有限公司
• 主分類號: G01V7/14
• 分類號: G01V7/14
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司 33214
• 代理人: 李久林

1.一種量子絕對重力儀，其特征在于，包括通過電線和/或光纖相互連接的控制系統、激光系統和探頭；其中：

所述控制系統，包括控制器及與其連接的能夠在需要時消除對應激光束的多個機械快門；

所述激光系統，用于提供激光光源，該激光光源用于產生用以輔助冷卻、捕獲、吹送、干涉和探測原子的多個激光束；

所述探頭包括用于執行絕對重力測量的測量部分及作為該測量部分載體的支撐架(2)，所述支撐架(2)限定有間隔設置的上、中、下支撐部件，相鄰支撐部件之間通過支撐桿(24)連接；所述測量部分包括用于捕獲原子并為其提供自由落體空間的超高真空單元，該超高真空單元外圍配置有與所述激光系統聯結并引導產生多個激光束的光路結構及與該光路結構配合以產生冷卻、捕獲原子的三維磁光阱的磁場單元；其中：

所述超高真空單元包括一體成型的鈦合金腔體(11)、與該鈦合金腔體(11)頂部相連通的真空管道(12)及與該真空管道(12)相連通的抽真空裝置(13)；超高真空單元的頂部、側壁及底部均限定有用于注入絕對重力測量所必須的激光束的光學窗口；

所述光路結構布設于上、中、下支撐部件上，其包括用于實現三維磁光阱的三束激光束的第一光路結構、用于實現誘導原子干涉的激光束的第二光路結構、用于實現清除處于無關能級的原子的激光束的第三光路結構及用于實現原子探測的激光束的第四光路結構；所述第一光路結構包括第一準直裝置(3119)及與該第一準直裝置(3119)聯結的光學組件，所述光學組件用于將第一準直裝置(3119)發出的激光束分為兩束對射的關于垂直方向傾斜45°的第一冷卻光束(3116，3117)和一束對射的沿水平方向注入并與兩第一冷卻光束(3116，3117)垂直交匯的第二冷卻光束(3118)；所述光學組件包括至少設置于上支撐部件與中支撐部件之間的三個基準平面上的多個光學部件，其中，第一基準平面高于三維磁光阱中心，第二基準平面與三維磁光阱中心等高，第三基準平面低于三維磁光阱中心。

2.根據權利要求1所述的一種量子絕對重力儀，其特征在于，所述支撐架(2)上、中、下支撐部件上均形成有貫通孔，其中，中支撐部件上的貫通孔用于嵌設超高真空單元(1)，上支撐部件上的貫通孔用于避讓自上支撐部件的光學結構部分發出的進入超高真空單元(1)頂部的激光束。

3.根據權利要求1所述的一種量子絕對重力儀，其特征在于，所述鈦合金腔體(11)為長方體，其內自上而下分別配置為三維磁光阱區、干涉區及探測區，所述鈦合金腔體(11)的上、下端開口，且其各側面均限定有上、下兩個光學窗口，其中，上部的第一光學窗口(111)正對三維磁光阱區，下部的第二光學窗口(112)正對探測區，鈦合金腔體(11)的上端開口通過連接部件與真空管道(12)連接，鈦合金腔體(11)的下端開口處配置第三光學窗口(113)。

4.根據權利要求3所述的一種量子絕對重力儀，其特征在于，所述鈦合金腔體(11)相鄰側面上的各第一光學窗口(111)及各第二光學窗口(112)均對應等高設置，且第一光學窗口(111)的底部高于中支撐部件，第二光學窗口(112)的頂部低于中支撐部件。