[发明专利]能够测量旋转速度的在芯片上被设阱的冷原子的传感器

摘要

本发明涉及一种超冷原子传感器，所述超冷原子传感器能够测量沿测量轴线(14)的旋转速度，所述传感器包括：‑适用于在与所述测量平面隔有预定距离处生成第一超冷原子阱(T1)和第二超冷原子阱(T2)的部件，其中一个阱能够使超冷原子(12)的云固定成处于不同于另一阱的内部状态，所述部件包括：至少一个第一波导和至少一个第二波导(CPW1，CPW2)，所述至少一个第一波导和所述至少一个第二波导适用于以角频率ωa和ωb传播微波，所述波导不相交并且相对于称作对称轴线(Sy)的轴线对称地布置，与芯片(1)一体化的导线，所述导线适用于由直流电流穿过，‑所述部件构造用于改变所述超冷原子的能量，以便创建对于处于内部状态|a的超冷原子的势能最小值并且创建对于处于内部状态|b的超冷原子的势能最小值，因此形成了第一超冷原子阱和第二超冷原子阱，并且所述部件构造用于使所述阱(T1，T2)沿着封闭轨迹(16)移动，所述第一阱的超冷原子以一个方向经过所述封闭轨迹而所述第二阱的超冷原子以相反的方向经过所述封闭轨迹。

主权项

1.一种超冷原子传感器，所述超冷原子传感器能够测量沿测量轴线(14)的旋转速度，所述传感器包括：●电子芯片(1)，所述电子芯片安置在真空的腔室中并且包括与所述测量轴线(14)垂直的测量平面(13)；●原子源，所述原子源配置用于在所述测量平面(13)附近生成超冷原子云(12)：●电磁波发射器，所述电磁波发射器适用于使所述超冷原子(12)的内部状态初始化为内部状态|a>和|b>的叠加；●适用于在与所述测量平面隔有预定距离处生成第一超冷原子阱(T1)和第二超冷原子阱(T2)的部件，其中一个阱能够使超冷原子(12)的云固定成处于不同于另一阱的内部状态，所述部件包括：至少一个第一波导和至少一个第二波导(CPW1，CPW2)，所述至少一个第一波导和所述至少一个第二波导适用于以角频率ω_a和ω_b传播微波式超高频波，所述波导不相交并且相对于称作对称轴线(Sy)的轴线对称地布置，与所述芯片(1)一体化的导线，所述导线适用于由直流电流穿过，并且按照第一集合(E1)和第二集合(E2)进行分布，所述第一集合包括至少一根导线(WIz，WIz1，WIz2，WIz3)，所述第二集合包括彼此平行的n根导线(WId1，WId2，WId3)，所述集合配置成使得所述第一集合的至少一根导线与所述第二集合的导线不平行，以在所述第一集合的导线与所述第二集合的导线之间限定n个交点(C1，C2，C3)，所有交点都定位在对称轴线(Sy)上，均匀磁场发生器(20)，●光学强度检测系统，所述光学强度检测系统适用于测量处于一种所述内部状态的所述超冷原子(12)的至少一个总数；●至少一个处理器、适用于操控所述导线中的电流的至少一个直流式电压或电流发生器以及与所述波导(CPW1，CPW2)连接的至少一个微波式电压或电流发生器，●所述部件构造用于改变所述超冷原子的能量，以便创建对于处于内部状态|a>的超冷原子的势能最小值并且创建对于处于内部状态|b>的超冷原子的势能最小值，因此形成了所述第一超冷原子阱和所述第二超冷原子阱，并且所述部件构造用于使所述阱(T1，T2)沿着封闭轨迹(16)移动，所述第一阱的超冷原子以一个方向经过所述封闭轨迹而所述第二阱的超冷原子以相反的方向经过所述封闭轨迹。