[发明专利]塞曼减速仪、用于塞曼减速仪器件的线圈和用于冷却原子束的方法

权利要求书

1.具有冷却部分(212)的塞曼减速仪，所述冷却部分(212)包括沿纵轴(L)延伸的内部通道(230)，所述内部通道(230)被线圈(310)围绕，以便在所述纵轴(L)的方向上在内部通道(230)中提供磁场，所述内部通道(230)具有垂直于所述纵轴(L)的横截面，其特征在于，至少在所述冷却部分(212)的一部分中，所述内部通道(230)的所述横截面的面积沿所述纵轴(L)单调增加。

2.如权利要求1所述的塞曼减速仪，其中所述冷却部分(212)沿所述纵轴(L)从输入端(210)至输出端(220)延伸，其中在所述输出端(220)处的所述横截面的面积至少是所述输入端(210)处的所述横截面的面积的120％。

3.如前述权利要求中之一所述的塞曼减速仪，其中所述内部通道的所述横截面具有圆形形状。

4.如权利要求2所述的塞曼减速仪，其中所述磁场沿所述纵轴(L)单调减少并且在垂直于所述纵轴(L)的平面内在所述冷却部分(212)中基本上是匀质的。

5.如权利要求4的塞曼减速仪，还包括至少一个抽取线圈(120)，其邻近所述输出端(220)且被布置成用以产生磁场，所述磁场基本上不同于在所述输出端(230)附近在所述内部通道(230)中由围绕所述内部通道的所述线圈(310)所产生的磁场。

6.如权利要求4所述的塞曼减速仪，还包括偏转器(320)，其适于将射在所述偏转器(320)上的至少部分光偏转到所述内部通道(230)中且斜向纵轴(L)。

7.如权利要求6所述的塞曼减速仪，还包括在所述内部通道(230)的至少部分中的反射表面，所述反射表面被布置成用来接收来自所述偏转器的光且斜向所述纵轴(L)将光反射到所述内部通道(230)中。

8.如权利要求6所述的塞曼减速仪，所述偏转器适于将光偏转到所述内部通道(230)中，从而在所述内部通道(230)的横截面中产生光能量分布，所述光能量分布对所述纵轴(L)是旋转对称的。

9.如权利要求6所述的塞曼减速仪，还包括：

将激光束发射到所述偏转器(320)上的激光器件，所述偏转器 (320)被布置成用来调节所述线圈(310)的所述纵轴(L)和所述激光束之间的角度。

10.如权利要求6所述的塞曼减速仪，所述偏转器适于将光引到所述输出端(220)的横截面上，以用覆盖所述输出端的至少部分区域的光能量的分布照亮所述输出端(220)。

11.如权利要求6所述的塞曼减速仪，还包括用于提供原子束的装置，所述原子束通过所述输入端(210)进入所述内部通道，并且通过所述输出端离开所述减速仪。

12.如权利要求1-11中任一项所述的塞曼减速仪所使用的线圈(310)，所述线圈具有内表面，用于限定所述塞曼减速仪的所述内部通道(230)，所述内表面包括用于将光反射到所述内部通道(230)中的至少一个反射区。

13.用于冷却原子束的方法，包括步骤：

提供磁场；

将原子束发射到所述磁场中；

将至少部分光束引到所述原子束上，其特征在于：

发射原子束的步骤包括沿纵轴发射原子束，所述原子束具有基本上在垂直于所述纵轴(L)的方向扩展的横截面，

其中所述方法还包括步骤：

提供具有横截面的内部通道(230)，所述横截面沿所述纵轴(L)单调增加，所述内部通道(230)适于调节所述原子束。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述原子束和/或所述内部通道的横截面面积沿所述纵轴(L)整体地被扩展至少20％。

15.如权利要求13所述的方法，还包括其中：

提供磁场包括提供具有平行于所述纵轴(L)的分量的磁场，这个纵向磁场分量具有沿所述纵轴(L)减少的磁场强度，所述纵向磁场分量在垂直于所述纵轴(L)的平面中基本上是匀质的，还包括步骤：

通过在斜向所述原子束的传播方向的方向上将至少部分光束引到所述原子束上，来在垂直于所述纵轴的方向上提供对原子束的附加的减速。