[发明专利]冷原子团的非绝热转移装置及其转移方法

摘要

一种冷原子团的非绝热转移装置及其方法，装置包括带有原子源的真空腔、两对反向亥姆霍兹线圈、偏置磁场线圈组、真空泵系统、光学系统、基于LabVIEW的线圈电流控制系统和CCD探测系统。用作转移冷原子团的磁四极阱由两对反向亥姆霍兹线圈产生，该磁四极阱中心位置的速度通过改变线圈电流来控制。本发明通过调制产生磁四极阱的线圈电流，对磁四极阱的转移速度进行调制，避免了对冷原子团的加热效应和其质心运动模式的激发，具有转移速度快，耗能小，不损伤电子器件的特点。

主权项

一种冷原子团的非绝热转移装置，特征在于其构成包括一个带有原子源的真空腔体（3）、由两个反向亥姆霍兹线圈组成的MOT线圈对（9.1、9.2）、两个反向亥姆霍兹线圈组成的转移线圈对（10.1、10.2）、由两个线圈构成的偏置磁场线圈组（8.1、8.2）、真空泵系统、光学系统、线圈电流控制系统（15）和CCD探测系统（11）：所述的真空腔体（3）由方形长筒状的石英玻璃池和一段圆筒形玻璃管一体构成，该圆柱形玻璃管的下端连接十芯电极（13），为系统提供原子源的铷棒固定在所述的十芯电极（13）的两个接线柱上，该十芯电极（13）与T型三通真空管（16）的上端口（16.1）相连，该三通真空管（16）下端口（16.2）连接一个法兰（13），该三通真空管（16）横向端口（16.3）相连真空泵系统（12）；所述的MOT线圈对（9.1、9.2）为圆形线圈，对称地固定在所述的真空腔体（3）的方形长筒状的石英玻璃池的前后方，所述的MOT线圈对（9.1、9.2）的轴线与所述的方形长筒状的石英玻璃池的中轴线垂直，所述的转移线圈对（10.1、10.2）为圆形线圈，对称地固定在所述的真空腔体（3）方形长筒状的石英玻璃池的前后方并位于所述的MOT线圈对（9.1、9.2）的内侧下方，所述的偏置磁场线圈组（8.1、8.2）是一对方形线圈，固定在所述的真空腔体（3）的方形长筒状的石英玻璃池的两侧，所述的偏置磁场线圈组（8.1、8.2）的轴线与所述的MOT线圈对（9.1、9.2）的轴线正交；所述的光学系统包括第一半导体激光器（1）和第二半导体激光器（2），所述的第一半导体激光器（1）产生六束冷却光（4.1至4.6）、一束抽运光（5）和一束探测光（7），所述的第二半导体激光器（2）产生反抽运光（6），所述的六束冷却光（4.1至4.6）构成三对对射的激光束，且该三对对射的激光束两两正交并交汇在所述的MOT线圈对的中心，一对冷却光（4.2和4.5）水平地沿所述的MOT线圈对的轴线射向MOT线圈对（9.1、9.2）的中心，其他两对冷却光（4.1和4.4、4.2和4.6）与所述的方形长筒状的石英玻璃池的轴线的夹角成45°斜射向所述的MOT线圈对的中心，所述的抽运光（5）和反抽运光（6）水平地并垂直于所述的MOT线圈对的轴线射向所述的射向MOT线圈中心；所述的探测光束（7）从上向下竖直地射入所述的真空腔体（3）并穿过所述的MOT线圈对的中心，所述的CCD探测系 统（11）固定在真空腔体（3）的外侧，该CCD探测系统（11）包括一套成像透镜和一台CCD探测器，所述的CCD探测器的方向与所述的MOT线圈对（9.1、9.2）的轴线垂直；所述的控制系统（15）包括计算机（15.1），该计算机（15.1）经板卡（15.2）与第一电流控制电路（15.3）和第二电流控制电路（15.4）的控制端相连，所述的第二电流控制电路（15.4）的输入端和输出端与所述的MOT线圈对（9.1、9.2）的两线圈的两端相连，所述的第一电流控制电路（15.3）的输入端和输出端与所述的转移线圈对（10.1、10.2）的两线圈的两端相连，所述的计算机（15.1）与所述的第一半导体激光器（1）和第二半导体激光器（2）的控制开关相连，所述的计算机（15.1）通过控制声光调制器和机械开关按程序实施对所述的六束冷却光（4.1至4.6）、反抽运光（5）、抽运光（6）和探测光（7）的开关控制。