[实用新型]原子能级粒子数评测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于粒子数反转量测量技术领域，特别涉及一种原子能级粒子数评测装置。

背景技术

原子进行能级跃迁时，通常我们会用基态以及激发态来表征其跃迁性，如从基态到激发态，那么原子则要吸收能量，但由于激发态不稳定，故原子又会从激发态返回到基态，从而放出能量。想要进一步研究原子的跃迁性能，我们通常要给简并的原子态加上一个用于原子分裂的磁场，那么原子的基态就会分裂为超精细结构的两个能级，而原子的共振跃迁实际上是超精细结构两个能级共同反应的。在许多领域，我们要用到原子超精细结构的这两个能级的共振频率，那么就需要对其性能有一定的了解，以进一步研发相应的探测装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种原子能级粒子数评测装置，以弥补现有技术中的不足。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种原子能级粒子数评测装置，包括：光源、能级跃迁发生模块、光电检测单元；所述光源与所述能级跃迁发生模块连接；所述能级跃迁发生模块与所述光电检测单元连接。

进一步地，所述能级跃迁发生模块包括：共振吸收单元、磁场控制单元及供能单元；所述共振吸收单元依次与所述光源、所述磁场控制单元、所述供能单元连接；所述光电检测单元与所述共振吸收单元连接。

进一步地，所述共振吸收单元与所述光源之间设置有滤光单元。

进一步地，所述共振吸收单元是由玻璃材质构成呈泡状腔体结构的共振吸收泡。

进一步地，所述磁场控制单元包括：漆包线、恒流源；所述漆包线缠绕在所述共振吸收泡外壁上；所述恒流源通过所述漆包线为所述共振吸收泡提供磁场。

进一步地，所述供能单元是微波射频源。

进一步地，所述滤光单元是由玻璃材质构成呈泡状腔体结构的滤光泡。

本实用新型公开了一种原子能级粒子数评测装置，包括：光源、能级跃迁发生模块、光电检测单元；光源与能级跃迁发生模块连接；能级跃迁发生模块与光电检测单元连接。本实用新型通过构建三能级模型，包括第一能级、第二能级、第三能级；并对于能级跃迁发生模块达到动态平衡后，dΔN/dt＝0，及N₁＝0得出公式：最终根据所得公式对微波射频源是否设置分析讨论，并通过光电检测单元检测共振吸收泡透射光强进而反映粒子数反转量。本实用新型实现了对粒子数反转量的评估测量，且具有结构简单、易操作、准确度高的特点。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的原子能级粒子数评测装置原理结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的⁸⁷Rb原子能级示意图。

图3为本实用新型实施例提供的⁸⁵Rb原子能级示意图。

图4为本实用新型实施例提供的⁸⁵RbD₁线的A、B线与⁸⁷RbD₁线的a、b线的相对位置示意图。

图5为本实用新型实施例提供的通过含有⁸⁵Rb的滤光泡照到含有⁸⁷Rb的共振吸收泡上的光谱图。

图6为本实用新型实施例构建的三能级模型示意图。

其中，101-第一能级，102-第二能级，103-第三能级，201-光源，202-滤波单元，203-共振吸收单元，204-磁场控制单元，205-供能单元，206-光电检测单元。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型提供的具体实施方式作进一步详细说明。

参见图1，本实用新型实施例提供的一种原子能级粒子数评测装置，包括：光源201、能级跃迁发生模块、光电检测单元206。其中，光源201与能级跃迁发生模块连接。能级跃迁发生模块与光电检测单元206连接。

本实施例中，能级跃迁发生模块包括：滤光单元202、共振吸收单元203、磁场控制单元204及供能单元205。其中，滤光单元202依次与光源201、共振吸收单元203连接。共振吸收单元203依次与磁场控制单元204、供能单元205连接。光电检测单元206与共振吸收单元203连接。

本实施例中，共振吸收单元203是由玻璃材质构成呈泡状腔体结构的共振吸收泡。其中，共振吸收泡内部充有元素A及气体M。

本实施例中，磁场控制单元204包括：漆包线、恒流源。其中，漆包线缠绕在共振吸收泡外壁上。恒流源通过漆包线为共振吸收泡提供磁场，用于共振吸收泡内原子发生分裂。

本实施例中，供能单元205是微波射频源，用于为共振吸收泡内原子发生基态磁共振跃迁提供能量。