[实用新型]一种微型原子钟的冷铯原子束源结构

权利要求书

1.一种微型原子钟的冷铯原子束源结构，包括原子气室（1），其特征在于，所述原子气室（1）为中空腔体，由框体（11）和光学玻璃窗（12）封接而成，内置一冷铯原子团；所述原子气室（1）在空间内垂直的方向上分别设置有两对反亥姆霍兹线圈（2），两对反亥姆霍兹线圈（2）分别以原子气室（1）为中心对称设置；所述两对反亥姆霍兹线圈（2）外侧分别平行设置有两组棱镜组件（3），两组棱镜组件（3）分别以原子气室（1）为中心对称设置；所述两组棱镜组件（3）分别与原子气室（1）外部的两束入射激光配合，在原子气室（1）内形成相互垂直的两组激光光路，每组激光光路均由正、反两束激光组成，激光光路在原子气室（1）内均至少穿梭一次；所述两组激光光路相交于反亥姆霍兹线圈（2）产生的磁场零点处，在原子气室（1）内形成二维磁光阱，二维磁光阱的数量至少为一个；所述二维磁光阱通过挤压冷铯原子团形成原子束，沿着原子束的方向，在原子气室（1）的一侧设置有原子束出口（13），原子束出口（13）为通孔，另一侧设置有光学玻璃窗（12）且于原子气室（1）外部设置有一个半导体激光器（4），半导体激光器（4）产生的激光与原子束出口（13）同轴。

2.根据权利要求1所述的一种微型原子钟的冷铯原子束源结构，其特征在于，所述棱镜组件（3）由一号棱镜部件（31）、二号棱镜部件（32）组成；所述一号棱镜部件（31）包括一号底座（311）；所述一号底座（311）上设置有中空通道，中空通道内设置有楔形棱镜（313），数量为两个，两块楔形棱镜（313）沿着入射激光的方向前后设置。

3.根据权利要求2所述的一种微型原子钟的冷铯原子束源结构，其特征在于，所述二号棱镜部件（32）包括二号底座（321）；所述二号底座（321）或一号底座（311）与二号底座（321）上设置有二次反射棱镜（312），且入射激光通过二次反射棱镜（312）在一号棱镜部件（31）与二号棱镜部件（32）之间反射或交错反射；所述一号底座（311）或二号底座（321）上设置有反射镜（322）；所述反射镜（322）设置于激光光路的末端且垂直于激光光路。

4.根据权利要求3所述的一种微型原子钟的冷铯原子束源结构，其特征在于，所述原子气室（1）上固定连接有真空角阀（14）；所述真空角阀（14）设置有两个连接口，一个连接口与原子气室（1）的内腔连通，另一个连接口与铯炉（15）连接。

5.根据权利要求4所述的一种微型原子钟的冷铯原子束源结构，其特征在于，两束入射激光分别由两根保偏光纤（8）产生；所述保偏光纤（8）上固定连接有激光扩束镜筒（6）；所述激光扩束镜筒（6）与楔形棱镜（313）处于同一直线上。

6.根据权利要求5所述的一种微型原子钟的冷铯原子束源结构，其特征在于，所述原子气室（1）外部的原子束出口（13）处配合设置有真空差分管（5），并通过真空差分管（5）与一个三维磁光阱装置的内腔连通；所述三维磁光阱装置的内腔与原子气室（1）均为真空腔，且三维磁光阱装置内腔中的压强大于原子气室（1）内的压强。

7.根据权利要求6所述的一种微型原子钟的冷铯原子束源结构，其特征在于，所述反亥姆霍兹线圈（2）均分别单独供电。

8.根据权利要求6所述的一种微型原子钟的冷铯原子束源结构，其特征在于，所述原子气室（1）、反亥姆霍兹线圈（2）、棱镜组件（3）均包裹在一个磁屏蔽盒（7）内部；所述反亥姆霍兹线圈（2）的导线、半导体激光器（4）、真空差分管（5）、激光扩束镜筒（6）、真空角阀（14）均通过磁屏蔽盒（7）延伸至外部。