[发明专利]一种基于双物质波源的原子干涉重力测量装置

权利要求书

1.一种基于双物质波源的原子干涉重力测量装置，其特征在于，包括：真空腔体，用于为原子蒸汽提供一个密封容器，并为冷原子的制备和操纵提供真空度为10^-8～10^-7Pa的真空环境；

所述真空腔体包括：干涉区(101)，探测区(102)，第一冷原子团制备结构(103)和第二冷原子团制备结构(104)；

所述干涉区(101)为一根细长型管道，用于为原子干涉过程提供空间，并在所述干涉区(101)上端设置有用于引入原子操纵激光(L01)的玻璃窗口；且原子干涉过程在同一个细长形干涉区(101)中完成；

所述探测区(102)用于为两个原子干涉结果的探测过程提供空间，为多窗口的腔体，窗口为探测激光和所要收集的荧光提供通道；

所述第一冷原子团制备结构(103)和第二冷原子团制备结构(104)位于所述干涉区(101)的同一端，用于为冷却囚禁原子提供空间，均为多面体结构，并设置有多个窗口，窗口用于为冷却激光提供通道，并为监测制备时的原子团提供通道；在所述第二冷原子团制备结构(104)的下方还设置有一个用于为原子操纵激光提供通道的窗口。

2.如权利要求1所述的原子干涉重力测量装置，其特征在于，所述探测区(102)与所述第一冷原子团制备结构(103)之间、所述第一冷原子团制备结构(103)与所述第二冷原子团制备结构(104)之间均通过钛合金管道连接。

3.如权利要求1所述的原子干涉重力测量装置，其特征在于，所述原子操纵激光(L01)为Raman光束或Bragg光束，用于照射原子，使原子发生受激Raman跃迁或者Bragg衍射，实现原子波包的分束、反射与合束。

4.如权利要求1-3任一项所述的原子干涉重力测量装置，其特征在于，所述原子干涉重力测量装置还包括：偏置磁场线圈(201)，磁场屏蔽层(202)，光电探测器(203)，主腔体支撑板(204)，第一碱金属样品容器(205)，真空泵(206)，第二碱金属样品容器(207)，激光反射镜(208)和反亥母霍兹线圈(209)；

所述偏置磁场线圈(201)为缠绕在所述干涉区(101)臂上的导电线圈，用于产生沿竖直方向的磁场使原子的磁子能级去简并；

所述磁场屏蔽层(202)用于衰减干涉区(101)中的背景环境磁场；

光电探测器(203)用于收集两个原子团(a1，a2)发射的荧光，并转化为电信号；

所述主腔体支撑板(204)用于支撑主腔体(101-104)；

所述真空泵(206)用于维持主腔体(101-104)中的真空度；

所述第一碱金属样品容器(205)与所述第一冷原子团制备结构连通，内部盛有碱金属原子样品，用以弥散出原子气体，用于提供工作物质；

所述第二碱金属样品容器(207)与第二冷原子团制备结构连通，内部盛有碱金属原子样品，用以弥散出原子气体，用于提供工作物质；

所述激光反射镜(208)垂直于原子操纵激光(L01)放置，用于将原子操纵激光(L01)原路反射形成对射的激光，对原子进行操作；

所述反亥母霍兹线圈(209)为两个通入反向电流的线圈，安装在第一冷原子团制备结构(103)上并使其轴线平行于冷却激光(L03)中的一束，用以在其中心处产生磁场强度零点和磁场梯度，从而与冷却激光(L03、L04)配合，在中心处囚禁原子。

5.如权利要求4所述的原子干涉重力测量装置，其特征在于，所述磁场屏蔽层(202)由高磁导率材料多层缠绕构成。

6.如权利要求4所述的原子干涉重力测量装置，其特征在于，所述光电探测器(203)为光电管。

7.如权利要求4所述的原子干涉重力测量装置，其特征在于，所述光电探测器(203)为光电倍增管。

8.如权利要求4所述的原子干涉重力测量装置，其特征在于，所述真空泵(206)包括离子泵和吸气剂泵，与第一冷原子团制备结构(103)和第二冷原子团制备结构(104)之间的管道连通。