[发明专利]用于光学俘获原子的具有交叉腔的光学谐振腔装置及其在光学原子钟、量子模拟器或量子计算机中的应用

权利要求书

1.一种具有交叉腔的光学谐振腔装置(100)，特别是用于光学俘获原子，所述光学谐振腔装置(100)包括：

-第一线性光学谐振腔(10)，所述第一线性光学谐振腔(10)沿第一谐振腔光路(12)在第一谐振腔反射镜(11A、11B)之间延伸并支持第一谐振腔模；

-第二线性光学谐振腔(20)，所述第二线性光学谐振腔(20)沿第二谐振腔光路(22)在第二谐振腔反射镜(21A、21B)之间延伸并支持第二谐振腔模，其中，所述第一谐振腔光路(12)和所述第二谐振腔光路(22)跨越主谐振腔平面；以及

-载体装置，所述载体装置承载所述第一谐振腔反射镜(11A、11B)和所述第二谐振腔反射镜(21A、21B)，其中，所述第一谐振腔反射镜(11)和所述第二谐振腔反射镜(21)被设置成使得所述第一谐振腔模和所述第二谐振腔模彼此交叉，以在所述主谐振腔平面中提供光晶格阱(1)；

其特征在于，

-所述载体装置包括单片式分隔体(30)，所述单片式分隔体(30)由超低膨胀材料制成并且包括第一载体表面(31)和第二载体表面(32)，所述第一载体表面(31)容置所述第一谐振腔反射镜(11A、11B)，所述第二载体表面(32)容置所述第二谐振腔反射镜(21A、21B)，其中

-所述第一谐振腔光路(12)延伸穿过所述第一载体表面(31)之间的所述分隔体(30)中的第一分隔体孔(33)，所述第二谐振腔光路(22)延伸穿过所述第二载体表面(32)之间的所述分隔体(30)中的第二分隔体孔(34)。

2.根据权利要求1所述的光学谐振腔装置，其中

-所述第一谐振腔反射镜(11A、11B)和所述第二谐振腔反射镜(21A、21B)分别以无粘合剂的方式粘合到所述第一载体表面(31)和所述第二载体表面(32)。

3.根据权利要求2所述的光学谐振腔装置，其中

-所述第一谐振腔反射镜(11A、11B)和所述第二谐振腔反射镜(21A、21B)分别以光学方式粘合到所述第一载体表面(31)和所述第二载体表面(32)。

4.根据上述权利要求中任一项所述的光学谐振腔装置，其中

-所述第一谐振腔反射镜包括第一曲面反射镜(11A)；

-所述第二谐振腔反射镜包括第二曲面反射镜(21A)，其中

-所述第一谐振腔反射镜(11A、11B)和所述第二谐振腔反射镜(21A、21B)被设计成使得所述第一谐振腔模和所述第二谐振腔模分别包括所述第一谐振腔和所述第二谐振腔的最低阶厄米-高斯模式。

5.根据权利要求4所述的光学谐振腔装置，其中

-所述第一曲面反射镜(11A)和所述第二曲面反射镜(21A)具有选定的曲率半径，所述选定的曲率半径使得所述光晶格阱在所述主谐振腔平面中具有2*w₀的尺寸，所述尺寸至少为300μm，特别是至少为400μm，其中，w₀是所述第一谐振腔模和所述第二谐振腔模的1/e²半径。

6.根据权利要求4或5所述的光学谐振腔装置，其中

-所述第一谐振腔反射镜包括所述第一曲面反射镜(11A)和第一平面反射镜(11B)；

-所述第二谐振腔反射镜包括所述第二曲面反射镜(21A)和第二平面反射镜(21B)。

7.根据上述权利要求中任一项所述的光学谐振腔装置，其中

-所述单片式分隔体(30)由超低膨胀玻璃或晶体硅制成。

8.根据上述权利要求中任一项所述的光学谐振腔装置，其中

-所述第一分隔体孔(33)和所述第二分隔体孔(34)在所述主谐振腔平面内彼此正交。

9.根据上述权利要求中任一项所述的光学谐振腔装置，其中

-所述第一分隔体孔(33)和所述第二分隔体孔(34)相对于垂直于所述主谐振腔平面的平面以镜面对称的方式设置。