[发明专利]空心光束激光冷却柱型积分球装置

摘要

一种空心光束激光冷却柱型积分球装置，包括真空系统和光学系统。将空心光束通过环形反射镜注入到柱型积分球腔内，在柱型积分球内形成漫反射光场来冷却原子。本发明主要利用空心光束特有的光场结构，增加探测轴线的冷原子密度同时减少轴线周边的冷原子分布，从而提高了积分球冷原子钟探测信号的信噪比和对比度，对优化积分球冷原子钟性能和稳定度指标具有重要意义。

主权项

1.一种空心光束激光冷却柱型积分球装置，包括真空系统和光学系统，其特征在于，所述的真空系统包括四通腔体(1‑4)，该四通腔体(1‑4)的第一端口依次连接有铷源(1‑2)和铷源阀门(1‑1)，该四通腔体(1‑4)的第二端口连接柱型积分球(1‑3)，该四通腔体(1‑4)的第三端口，即四通腔体(1‑4)与柱型积分球(1‑3)相对的一面设有通光窗口(1‑5),该四通腔体的第四端口接有离子泵(1‑6)；所述的光学系统包括冷却光路和探测光路，沿冷却光路依次设置有第一透镜(2‑1)、第二透镜(2‑2)、第一圆锥棱镜(2‑3)、第二圆锥棱镜(2‑4)和环形反射镜(2‑5)；所述的第一透镜(2‑1)和第二透镜(2‑2)组成一组缩/扩束透镜组，所述的第一透镜(2‑1)、第二透镜(2‑2)、第一圆锥棱镜(2‑3)、第二圆锥棱镜(2‑4)和环形反射镜(2‑5)的中心在同一直线上，且第二圆锥棱镜(2‑4)和环形反射镜(2‑5)成45度角放置，柱型积分球(1‑3)和环形反射镜(2‑5)成45度角放置，柱型积分球(1‑3)和环形反射镜(2‑5)的中心在一条直线上；沿探测光路设置有第三透镜(3‑2)和光电管(3‑1)，所述的光电管(3‑1)置于第三透镜(3‑2)的焦点处；冷却光(3‑3)经过第一透镜(2‑1)和第二透镜(2‑2)后光斑半径改变，经过第一圆锥棱镜(2‑3)成为发散的空心光束，再经过第二圆椎棱镜(2‑4)变成平行空心光束，空心光束经环形反射镜(2‑5)反射后垂直射入柱型积分球(1‑3)内，在柱型积分球(1‑3)内形成各向同性的漫反射光场；探测光(3‑4)从通光窗口(1‑5)中心垂直射入到柱型积分球(1‑3)内，并通过柱型积分球(1‑3)的顶部中心出射后，经第三透镜(3‑2)后被光电管(3‑1)接收。