[发明专利]折叠光路激光冷却原子装置

摘要

一种折叠光路激光冷却原子装置，主要由真空十四面体、冷却光源组件、反射镜组件、中转镜组件以及反亥姆赫兹磁场线圈构成，本发明集激光扩束准直系统、折叠光路、偏振变换系统、反亥姆赫兹磁场线圈和光功率实时监测于一体，将传统激光冷却磁光阱所需的六路激光减少为两路激光，最大程度的缩小光机系统的体积和重量，简化空间拓扑结构，光机系统力学性能和热环境适应性能极好，可适用于航天级别的严酷环境。本发明样品已经通过了航天级力学振动试验、力学冲击试验、热循环试验和热真空试验等环模考验，能保持长期稳定工作，可作为激光冷原子应用工程的核心光机装置。

主权项

一种折叠光路激光冷却原子装置，特征在于该装置由真空十四面体、第一冷却光源组件、第二冷却光源组件、B反射镜组件、C’反射镜组件、C反射镜组件、A’反射镜组件、第一中转镜组件、第二中转镜组件构成，所述的真空十四面体是由一个正方体沿十二条边的中点连线切割去掉八个顶点，再沿各表面对角线打穿掏空，然后在各表面处加玻璃光窗密封，抽真空后形成的腔体，原正方体余下的六个两两正对的正方形A平面、A’平面、B平面、B’平面、C平面、C’平面的光窗分别称为A光窗、光A’窗、B光窗、B’光窗、C光窗、C’光窗，所述的第一冷却光源组件和第二冷却光源组件具有相同的结构，包括光纤底座和激光扩束准直系统，所述的激光扩束准直系统由平凹透镜和非球面镜组成，沿所述的激光扩束准直系统的中轴线从上至下依次是光电管、偏振分束器、平凹透镜、非球面透镜、λ/4波片和反射光阑并通过波片压圈、光源基座和光源法兰组装而成，所述的冷却光源的光纤底座的中轴线与激光扩束准直系统中轴线相互垂直，所述的第一冷却光源组件和第二冷却光源组件通过光源法兰分别安装在所述的真空十四面体的B’平面和A平面的外表面上，所述的B反射镜组件、C’反射镜组件、C反射镜组件和A’反射镜组件具有相同的结构，由反射镜支座、反射镜、λ/4波片组成，所述的反射镜支座外还具有供反亥姆赫兹线圈缠绕的线圈卡槽，所述的B反射镜组件、C’反射镜组件、C反射镜组件和A’反射镜组件分别安装在所述的B平面、C’平面、C平面、A’平面；两个三角面的外表面上分别安装第一中转反射镜组件、第二中转反射镜组件；满足下列光路连接关系：由所述的第一冷却光源组件的光纤输入的激光经偏振分束器、平凹透镜、非球面透镜、λ/4波片、反射光阑、B’光窗、B光窗、λ/4波片、B反射镜、第一中转反射镜、C’反射镜、λ/4波片、C’光窗、C光窗、λ/4波片、C反射镜、第二中转反射镜、A’反射镜、λ/4波片、A’光窗、A光窗、反射光阑、λ/4波片、非球面透镜、平凹透镜、透过偏振分束器输出，由第二冷却光源组件的光纤输入的激光经偏振分束器、平凹透镜、非球面透镜、λ/4波片、反射光阑、A光窗、A’光窗、λ/4波片、A’反射镜、第二中转反射镜、C反射镜、λ/4波片、C光窗、C’光窗、λ/4波片、C’反射镜、第一中转反射镜、B反射镜、λ/4波片、B光窗、B’光窗、反射光阑、λ/4波片、非球面透镜、平凹透镜、透过偏振分束器输出。