[实用新型]一种基于钙-40离子测量微弱高频交变磁场的装置

说明书

本实用新型公开了一种基于钙‑40离子测量微弱高频交变磁场的装置，该装置包括真空室以及设置在真空室外围的磁场线圈和真空维持装置，所述磁场线圈用于在真空室内产生磁场，所述真空位置装置用于维持真空室内的真空，所述真空室分布有八个窗口，其中五个CF63窗口，三个CF35窗口，所述CF35窗口的尺寸小于所述CF63窗口的尺寸；本实用新型可实现高频高灵敏度的磁场测量，钙‑40离子能级结构简洁，操控激光波长友好。只需要运用激光对离子进行能量耗散而达到冷却的效果。由于整个系统处于超高真空的状态，离子能长时间稳定地处于电磁势阱中，并且可以高精度地被激光操控。

技术领域

本实用新型涉及离子阱磁力仪实验领域，具体涉及一种基于钙-40离子测量微弱高频交变磁场的装置及方法。

背景技术

微弱磁场的高精度测量技术广泛应用于地球物理勘探、地震监测与预测、航空磁测绘、地磁匹配导航、考古、海事打捞等方面，也广泛应用于反潜、磁引信、磁导航等军事用途。目前用于弱磁场测量的磁力仪主要有机械式磁力仪、磁通门磁力仪、光泵磁力仪、超导量子磁力仪等。但是，这些磁力仪的频率测量范围都集中于静磁场或低频磁场。相比对低频磁场的精密测量，对微弱高频磁场的精密测量是一件相当困难的事情。

专利文献CN109814049A所公开的基于⁴³Ca⁺离子测量微弱高频交变磁场的装置及方法，该方案是基于钙-43离子，并不适用于钙-40离子。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于钙-40离子测量微弱高频交变磁场的装置以合于精密测量室温环境下非常微弱的交变磁场。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种基于钙-40离子测量微弱高频交变磁场的装置，包括真空室以及设置在真空室外围的磁场线圈和真空维持装置，所述磁场线圈用于在真空室内产生磁场，所述真空位置装置用于维持真空室内的真空，

所述真空室分布有八个窗口，其中四个CF63窗口，四个CF35窗口，八个窗口分别为第一CF63窗口、第二CF35窗口、第三CF63窗口、第四CF35窗口、第五CF63窗口、第六CF35 窗口、第七CF63窗口和第八CF35窗口；所述CF35窗口的尺寸小于所述CF63窗口的尺寸；在所述真空室的顶面设置有上CF35窗口，底面设置有下CF35窗口；

所述第一CF63窗口用于入射光电离激光；

所述第二CF35窗口用于入射态制备激光；

所述第三CF63窗口和第七CF63窗口用于离子荧光采集；

所述第四CF35窗口用于入射多普勒冷却激光；

所述第五CF63窗口用于入射回泵激光；

所述第六CF35窗口和第八CF35窗口用于入射缀饰态驱动激光；

所述下CF35窗口用于入射多普勒冷却激光；

所述上CF35窗口用于入射态探测激光。

进一步地，所述第二CF35窗口与第六CF35窗口外侧分别安装有所述磁场线圈。

进一步地，所述真空维持装置包括复合泵、真空计和真空角阀，三者相连通后和真空室相连，以将真空室内的真空度维持在目标值。

进一步地，在所述真空室的顶面设置有上CF150法兰，真空室的底面设置有下CF150法兰，CF150法兰上安装有射频馈通，射频馈通与射频电极连接，有直流馈通，直流馈通分别与直流电极以及微运动补偿电极连接。

进一步地，所述复合泵、真空计和真空角阀三者相连通后通过第五CF35窗口连接至真空室。