[发明专利]基于超冷分子光缔合光谱的光频移测量装置及方法

权利要求书

1.一种基于超冷分子光缔合光谱的光频移测量装置，其特征在于：包括声光调制器（1）、偏振分束棱镜（2）；

声光调制器（1）的第一个出射端与偏振分束棱镜（2）的第一个入射端之间设有由第一光开关（3）、第一半波片（4）依次串接而成的第一光路；

声光调制器（1）的第二个出射端与偏振分束棱镜（2）的第二个入射端之间设有由第二光开关（5）、中性密度滤光片（6）、反射镜（7）、第二半波片（8）依次串接而成的第二光路；

第一光路和第二光路共同围成直角三角形；

一束光缔合激光经声光调制器（1）衍射形成零级光束（9）和一级光束（10），零级光束（9）进入第一光路，一级光束（10）进入第二光路，通过调节声光调制器（1）实现零级光束（9）和一级光束（10）的光强相同，通过调节中性密度滤光片（6）实现零级光束（9）的光强保持不变、改变一级光束（10）的光强。

2.一种基于超冷分子光缔合光谱的光频移测量方法，该方法是基于如权利要求1所述的基于超冷分子光缔合光谱的光频移测量装置实现的，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：

步骤A：在石英泡装载的磁光阱中获得超冷铯原子，超冷铯原子在1×10^-7Pa的真空背景下形成球形的超冷铯原子云；

步骤B：一束光缔合激光经声光调制器（1）衍射形成零级光束（9）和一级光束（10）；零级光束（9）入射到第一光开关（3）；一级光束（10）入射到第二光开关（5）；

步骤C：令零级光束（9）和一级光束（10）的光强相同；

步骤D：开启第一光开关（3），零级光束（9）依次经第一光开关（3）、第一半波片（4）、偏振分束棱镜（2）入射到超冷铯原子云；此时，零级光束（9）与超冷铯原子云相互作用，由此扫描得到一个光缔合光谱，该光缔合光谱中包含一个共振峰；

然后，关断第一光开关（3），并开启第二光开关（5），一级光束（10）依次经第二光开关（5）、中性密度滤光片（6）、反射镜（7）、第二半波片（8）、偏振分束棱镜（2）入射到超冷铯原子云；此时，一级光束（10）与超冷铯原子云相互作用，由此扫描得到光缔合光谱中的另一个共振峰；

然后，关断第二光开关（5）；

步骤E：在得到的光缔合光谱中比较两个共振峰，由此得出两个共振峰的峰值间距，该峰值间距即为零级光束（9）和一级光束（10）的光强相同时二者之间的共振峰能级间距，该共振峰能级间距的值即为预设的声光调制器（1）的偏频量；

步骤F：令零级光束（9）的光强保持不变，并改变一级光束（10）的光强，然后执行步骤D，并在得到的光缔合光谱中比较两个共振峰，由此得出两个共振峰的峰值间距；然后，将该峰值间距与步骤E中的峰值间距作差，二者的差值即为零级光束（9）和一级光束（10）的光强不同时能级的共振峰的光频移量。

3.根据权利要求2所述的基于超冷分子光缔合光谱的光频移测量方法，其特征在于：所述步骤A中，超冷铯原子云的最大原子密度为10¹¹cm^-3；所述步骤B中，光缔合激光由大范围可连续调谐的钛宝石激光器提供；声光调制器（1）的频移范围为110±25MHz、透过率为95%、衍射效率为85%、最大入射光功率＞10W/mm²；所述步骤C中，零级光束（9）和一级光束（10）的光强均为52W/cm²。