[发明专利]基于原子干涉效应的重力势三阶微商测量传感器及其方法

摘要

本发明公开了基于原子干涉效应的重力势三阶微商测量传感器及其方法，涉及原子分子物理学科中的冷原子技术领域。本传感器由两个冷原子干涉装置组成，两个干涉区域的中轴线重合并且两个真空容器也在该方向上连通为一体，同时设置有二维磁光阱区域；本测量方法的特征为：单组原始数据点的采集步骤包括：利用两个装置发射四个同步的落体冷原子团、初态制备、基于公共拉曼激光光束的同步相干操作、末态探测；数据处理过程包括：将n组原始数据点转换为n个二阶相位差数据点和拟合处理两个步骤。本发明可极大地抑制外部干扰和内部噪声对测量的影响，对资源勘探、地质结构分析、地球物理研究等领域都具有非常重要意义。

主权项

基于原子干涉效应的重力势三阶微商测量传感器，包括重力敏感型冷原子干涉装置，其装置的结构是：包含有三维磁光阱区域（C）和原子干涉区域（E），还包含有第1真空容器1‑1/或第2真空容器1‑2、三维磁光阱反向磁场线圈对（2‑1）、偏置磁场线圈（3）、碱金属样品（4）和光电探测器（5）以及第1、3激光光束发射器（6‑1、6‑3）；碱金属样品（4）设置于第1真空容器（1‑1）/或第2真空容器（1‑2）中；以三维磁光阱区域（C）的中心点为中心，空间对称的六个方向分别设置有六个发射方向指向该中心的第1激光光束发射器（6‑1），同时以其中一对方向为轴，对称地设置有一对三维磁光阱反向磁场线圈对（2‑1）；在三维磁光阱区域（C）的上方，连接有中心轴通过三维磁光阱区域中心点的原子干涉区域（E），该原子干涉区域（E）的中心轴与重力方向完全重合；在原子干涉区域中心轴的上下两端分别设置有两个对射的且指向装置内部的第3激光光束发射器（6‑3）；以原子干涉区域的中心轴为对称轴设置有偏置磁场线圈（3），另有光电探测器（5）设置于原子干涉区域（E）的末端；其特征在于：设置有两个结构相同的第1重力敏感型冷原子干涉装置（A）和第2重力敏感型冷原子干涉装置（B）；两个装置的原子干涉区域（E）的中心轴线重合、指向重力方向并在重力方向层叠，两个装置各自的第1、第2真空容器（1‑1、1‑2）也在该方向上连通为一体，同时在三维磁光阱区域（C）的一侧设置有包含有二维磁光阱反向磁场线圈对（2‑2）和第2激光光束发射器（6‑2）的二维磁光阱区域（D）。