[发明专利]双磁光阱系统

摘要

一种主要适用于激光冷却和喷泉原子钟实验的双磁光阱系统，通过六束激光与反射镜的合理配置，在一个梭形的配有两对反亥姆霍兹线圈的真空腔中分别形成三对互相垂直、偏振相反、相向传播的激光束，磁场与光场共同作用冷却原子构成双磁光阱系统。本发明利用多次反射光重复利用光能，使双磁光阱系统所需激光功率降为原来的1/2，具有结构简单、激光功率要求低、调节方便、可实现同时俘获并上抛两团原子等特点。

主权项

1、一种双磁光阱系统，包括真空泵系统、真空腔体、光路系统、磁场系统和工作物质源，其特征在于：所述的真空腔体是一个类梭形真空腔体，由第一六边形面(52)、第二六边形面(57)、第一矩形面(51)、第二矩形面(53)、第三矩形面(54)、第四矩形面(55)、第五矩形面(56)和第六矩形面(58)围成的空腔体，所述的第一六边形面(52)和第二六边形面(57)是由上等腰直角三角形、中间矩形和下等腰直角三角形组成的上下顶角为直角的梭形面，所述的第一矩形面(51)、第三矩形面(54)、第四矩形面(55)和第六矩形面(58)相等，且其长边与所述的第一六边形面(52)的短边相等，所述的第二矩形面(53)和第五矩形面(56)相等，且其长边与所述的第一六边形面(52)的长边相等，在所述的第一矩形面(51)、第三矩形面(54)、第四矩形面(55)和第六矩形面(58)的几何中心分别设有第五光束输入窗口(11)、第一光束输入窗口(12)、第三光束输入窗口(13)、第四光束输入窗口(16)，在第二六边形面(57)的上等腰直角三角形的斜边中点设有第二光束输入窗口(15)，在第二六边形面(57)的下等腰直角三角形的斜边中点设有第六光束输入窗口(14)；在第一六边形面(52)内壁的上等腰直角三角形的斜边中点贴设有第一波片(31)，在第一六边形面(52)内壁的下等腰直角三角形的斜边中点设有第二波片(32)；在第二矩形面(53)内壁的几何中心贴设第一45°反射镜(33)，在第五矩形面(56)内壁的几何中心贴设第二45°反射镜(34)，所述的第一45°反射镜(33)与第二45°反射镜(34)的反射面严格平行；所述的磁场系统包括第一对反亥姆霍兹线圈和第二对反亥姆霍兹线圈，所述的第一对反亥姆霍兹线圈的右线圈(211)和左线圈(212)相对地贴设置在所述的类梭形真空腔体上部的外表面上，且右线圈(211)和左线圈(212)的中轴线共线并通过所述的第一六边形面(52)的上等腰直角三角形的斜边中点和第二六边形面(57)的上等腰直角三角形的斜边中点，所述的第二对反亥姆霍兹线圈的右线圈(221)和左线圈(222)相对地贴设置在所述的类梭形真空腔体下部的外表面上，且右线圈(221)和左线圈(222)的中轴线共线并通过所述的第一六边形面(52)的下等腰直角三角形的斜边中点和第二六边形面(57)的下等腰直角三角形的斜边中点，这两对反亥姆霍兹线圈的尺寸和所通过的电流大小是完全相同的，但它们的电流方向不同，第一反亥姆霍兹线圈对左线圈(212)的电流为顺时针方向，右线圈(211)的电流为逆时针方向，第二反亥姆霍兹线圈对左线圈(222)的电流为逆时针方向，右线圈(221)的电流为顺时针方向，第一反亥姆霍兹线圈对和第二反亥姆霍兹线圈对为双磁光阱提供线性非均匀的磁场，并在各自的对称中心产生磁场零点；所述的类梭形真空腔体的下端与样品泡(42)相连，为系统提供工作物质；所述的类梭形真空腔体的上端经三通真空管(41)在垂直方向构成原子上抛通孔与喷泉钟的真空系统相连，该三通真空管(41)的水平管(43)与所述的真空泵系统相连，所述的真空泵系统由机械泵、分子泵和离子泵组成；所述的光路系统包括六条光路，激光器输出线偏振光通过单模保偏光纤传输到位于所述的类梭形真空腔体通光窗口处的扩束准直系统中，光纤输出的线偏振光经扩束准直后，变为扩束准直的圆偏振光，分别经第一光束输入窗口(12)、第二光束输入窗口(15)、第三光束输入窗口(13)、第四光束输入窗口(16)、第五光束输入窗口(11)和第六光束输入窗口(14)而进入真空腔内。