[发明专利]一种可调频调幅的连续型冷原子束制备装置

摘要

一种可调频调幅的连续型冷原子束制备装置，其采用三对冷却激光束与真空腔内的原子共振并冷却，再加一对以原子束出射方向为轴线的反亥姆霍兹线圈对原子产生向中心的捕获力；三对激光束由三个依次装有1/2波片、PBS、1/4波片和透镜的扩束器产生平行激光束，及相应经1/4波片和反射镜反射得到的同入射光同频、相反偏振态反射光束组成；在其中一对激光束中耦合一路再泵浦光提高原子利用率；在沿原子束出射方向的1/4波片和反射镜中心小孔形成不平衡光压将原子漏出，得到连续冷原子束；通过改变原子束出射方向上对应激光束的偏振态，改变激光束与原子的相互作用力，实现原子束速度和通量连续可调，即实现了对原子束的调频调幅。

主权项

一种可调频调幅的连续型冷原子束制备装置，其由三个呈三维布置的扩束器及相应1/4波片和反射镜组成的三对冷却激光束、一束再泵浦激光和一对位于真空腔腔壁两端的反亥姆霍兹线圈构成；所述的三个呈三维布置的扩束器为置于Y轴上的第一扩束器（28）、置于X轴上的第二扩束器（29）和置于Z轴上的第三扩束器（5）；所述第一扩束器（28）由依次装成一体的第一1/2波片（31）、第一偏振分光棱镜（37）、第一1/4波片（33）和第一平凸透镜（38）组成；所述第二扩束器（29）由依次装成一体的第二1/2波片（32）、第二偏振分光棱镜（40）、第二1/4波片（34）和第二平凸透镜（39）组成；所述第三扩束器（5）由依次装成一体的第三1/2波片（2）、第三偏振分光棱镜（3）、第三1/4波片（4）和平凸透镜（6）组成；第一激光器（12）输出的激光经过一台激光功率放大器（13）放大后，利用第四偏振分光棱镜（14）分束为第一光束（2'）和第二光束（3'）；所述第一光束（2'）经过第一透镜（18）聚焦后，经第一声光调制器（15）移频，再通过第一光纤耦合头（16）进入一分二光纤（19）分为两路光：该两路光为第一横向冷却光（30）和第二横向冷却光（17）；所述第一横向冷却光（30）和第二横向冷却光（17）分别接入第一扩束器（28）和第二扩束器（29）；第二光束（3'）经过第二透镜（22）聚焦后，经第二声光调制器（23）移频，通过第二光纤耦合头（24）产生一路光束，该路光束作为纵向冷却光（1）接入第三扩束器（5）；所述的一束再泵浦激光由第二激光器（20）产生；第二激光器（20）输出的激光经第三光纤耦合头（26）产生再泵浦激光束（27），该再泵浦激光束（27）接入第一扩束器（28）上的再泵浦光光纤耦合头（11）并与第一横向冷却光（30）耦合；装于真空腔腔壁两端的一对反亥姆霍兹线圈（10）中心位于z轴上，其通入的电流大小相等、方向相反；该对反亥姆霍兹线圈（10）用于产生所需磁场梯度的磁场；所述的纵向冷却光（1）、第一横向冷却光（30）、第二横向冷却光（17）和一束再泵浦激光束（27）、一对反亥姆霍兹线圈（10）构成磁光阱，在真空腔内形成原子团（7），原子经过第三扩束器（5）所对应的1/4波片（8）和反射镜（9）中心处的1mm小孔出射形成连续型冷原子束（1'）；通过改变沿原子束出射方向的纵向冷却光（1）的偏振态，从而改变连续冷原子束（1'）的速度和通量，得到可调频调幅的连续冷原子束。