[发明专利]线圈结构、线圈参数确定方法、装置及电子设备

说明书

本公开实施例公开了一种线圈结构、线圈参数确定方法、装置、电子设备、系统及存储介质。包括：位于同一平面的内线圈和外线圈，内线圈和外线圈为由导线通过盘绕形成的圆环形线圈；内线圈和外线圈以产生相反方向的轴向磁场方向的方式连接；当内线圈和外线圈通电流后，将产生磁光阱的三维磁场。本公开实施例由于线圈结构是平面结构，因此，在使用时，将其平行放置在腔体的一个腔壁平面附近，即可实现提供磁光阱所需的磁场工作点，且不会造成对其它腔壁平面上的光束路径的遮挡。由于将其放置在腔体的一个腔壁平面附近即可实现提供磁光阱所需的磁场工作点，因此，线圈结构的尺寸与腔体体积无关，避免了对磁场工作点提供的磁场梯度的影响。

技术领域

本公开实施例原子冷却技术领域，尤其涉及一种线圈结构、线圈参数确定方法、装置、电子设备、磁光阱系统及存储介质。

背景技术

磁光阱是一种囚禁中性原子的应用最广泛的一级冷却手段，其具有易搭建和性质稳定等优点，工作原理如下：针对一个一维下孤立的二能级原子，假设其上能级三重简并，下能级无简并，且空间中存在线性变化的磁场，则在磁场零点附近的位置，由于塞曼效应，能级会随磁场大小发生移动，从零点两侧向零点发射红失谐的圆偏振光会使得其共振位置恰在磁场零点略偏向光源的一位置处，因此，在上述光场和磁场条件下，原子在偏离磁场零点有限距离的位置，会与朝向磁场零点方向的光子达到共振，并吸收这些光子以获得它们的动量而回到磁场零点，从而实现将原子冷却束缚在磁场零点附近的目的。

现有技术中，通常采用由分布在空间上三个维度的三束往返圆偏振光形成磁光阱的三维光场，由反亥姆霍兹线圈形成磁光阱的三维磁场。其中，反亥姆霍兹线圈由结构完全相同的两个线圈组成，两个线圈共轴平行对称放置，但线圈中的电流强度方向相反，两个线圈的几何中心处可作为磁光阱的磁场工作点。磁场工作点为在磁场中，能提供磁感应强度的绝对值为零，但在空间三个维度上均存在非零磁场梯度，且磁场梯度约为10Gauss/cm量级的工作点。

然而，现有技术中至少存在如下问题：其一、反亥姆霍兹线圈易遮挡光束路径，进而导致捕捉的原子团状态不佳或者导致后续所需光学窗口的空间受到限制，从而阻碍以冷原子为基础的后续实验的进行；其二、随着透明腔体体积增大，反亥姆霍兹线圈尺寸也会随之增大。而反亥姆霍兹线圈尺寸的增大会影响磁场工作点提供的磁场梯度。

发明内容

本公开实施例提供一种线圈结构、线圈参数确定方法、装置、设备、磁光阱系统及存储介质，以减少对光束路径的影响，以及，避免对磁场工作点提供的磁场梯度的影响。

第一方面，本公开实施例提供了一种线圈结构，该线圈结构包括：位于同一平面的内线圈和外线圈，所述内线圈和所述外线圈为由导线通过盘绕形成的圆环形线圈；所述内线圈和所述外线圈以产生相反方向的轴向磁场方向的方式连接；

当所述内线圈和所述外线圈通电流后，将产生磁光阱的三维磁场。

可选地，所述内线圈的相邻两匝之间以无间隙方式排布，或者，以间隔第一预设间隙方式排布；

所述外线圈的相邻两匝之间以无间隙方式排布，或者，以间隔第二预设间隙方式排布。

可选地，所述内线圈和所述外线圈的线圈参数由磁感应强度函数和预设参数确定，以保证磁场工作点的轴向磁感应强度为零，且，轴向磁场梯度大于等于轴向梯度阈值；所述预设参数包括磁场工作点高度、所述轴向磁场梯度、内线圈的电流强度和外线圈的电流强度，所述线圈参数包括内径、外径和线圈匝数。

可选地，还包括电阻；所述外线圈与所述电阻并联；所述内线圈与并联后的所述外线圈和所述电阻串联；或者，所述内线圈与所述电阻并联；所述外线圈与并联后的所述内线圈和所述电阻串联；

所述电阻用于调节通入所述外线圈的电流强度，以实现调节磁场工作点高度。

第二方面，本公开实施例还提供了一种线圈参数确定方法，该方法包括：

获取预设参数；