[发明专利]一种制备超长型冷原子云的非对称二维磁光阱方法和装置

权利要求书

1.一种制备超长型冷原子云的非对称二维磁光阱方法，其特征在于，采用六束冷却光入射到MOT玻璃腔（17）内并交汇于一点，所述六束冷却光分3对，每对冷却光束中的两束光互相对射重叠，且第一对冷却光束沿X轴方向，第二对和第三对冷却光束位于Y/Z平面，其夹角大于等于120°并且关于Y轴对称设置；在所述MOT玻璃腔（17）的窗口四周设置平行于Y/Z平面的第一矩形线圈对和平行于X/Z平面的第二矩形线圈对，并使所述第二矩形线圈对的长度等于第一矩形线圈对的1.5倍，所述第一矩形线圈对和第二矩形线圈对均为反亥母霍兹线圈。

2.根据权利要求1所述的一种制备超长型冷原子云的非对称二维磁光阱方法，其特征在于，所述第一对冷却光束和再泵浦光的光斑直径为第二对冷却光束和第三对冷却光束的2倍。

3.根据权利要求1所述的一种制备超长型冷原子云的非对称二维磁光阱方法，其特征在于，冷原子云中的原子为铯原子；所述冷却光束频率通过偏振光谱锁定到铯原子的交叉线上，再泵浦光共振于原子线，与沿X轴的冷却光束耦合并从同一光纤输出。

4.根据权利要求1所述的一种制备超长型冷原子云的非对称二维磁光阱方法，其特征在于，所述第一矩形线圈对和第二矩形线圈对中的线圈为铜漆包线缠绕190匝构成，所述铜漆包线的阻值为1Ω，加载电流为1.5A。

5.一种制备超长型冷原子云的非对称二维磁光阱装置，其特征在于，包括真空系统、光路系统、磁场产生系统和MOT玻璃腔（17）；所述真空系统包括离子泵（6）和多通腔室（11），所述离子泵（6）通过多通腔室（11）与所述MOT玻璃腔（17）连通；

所述光路系统包括由冷却光器（a1）提供的六束冷却光和由再泵浦激光器（c1）提供的一束再泵浦激光，所述六束冷却光交汇于所述MOT玻璃腔（17）内一点并且两两对射重叠形成三对冷却光束，第一对冷却光束沿Z轴方向并与所述再泵浦激光重叠入射，第二对和第三对冷却光束位于Y/Z平面且其夹角大于120°；

所述磁场产生系统包括设置在所述MOT玻璃腔（17）的窗口四周的第一矩形线圈对和第二矩形线圈对，所述第一矩形线圈对平行于Y/Z平面设置；第二矩形线圈对平行于X/Z平面设置，且所述第二矩形线圈对的长度为第一矩形线圈对的1.5倍，所述第一矩形线圈对和第二矩形线圈对均为反亥母霍兹线圈。

6.根据权利要求5所述的一种制备超长型冷原子云的非对称二维磁光阱装置，其特征在于，所述MOT玻璃腔（17）四周套设有线圈支架（A3），所述线圈支架（A3）包括位于所述MOT玻璃腔（17）外周的四块方框形线圈板，所述线圈板的边缘距设置有用于绕设线圈的方形线圈凹槽，所述第一矩形线圈对为铜漆包线在位于Y/Z平面上的两块线圈板上缠绕构成，所述第二矩形线圈对为铜漆包线在位于X/Z平面上的两块线圈板上缠绕构成。

7.根据权利要求6所述的一种制备超长型冷原子云的非对称二维磁光阱装置，其特征在于，所述铜漆包线的阻值为1Ω，所述第一矩形线圈对和第二矩形线圈对的缠绕圈数为190圈，加载电流为1.5A。

8.根据权利要求5所述的一种制备超长型冷原子云的非对称二维磁光阱装置，其特征在于，所述第一对冷却光和再泵浦光的光斑直径为第二对冷却光束和第三对冷却光束的2倍。

9.根据权利要求5所述的一种制备超长型冷原子云的非对称二维磁光阱装置，其特征在于，所述真空系统还包括设置在所述离子泵（6）和多通腔室（11）之间的CF转接管（9），所述CF转接管（9）通过152支撑压环（7）设置在平台上，所述CF转接管（9）上设置有分子泵（21），升华泵（8）和真空规（19）；

所述多通腔室（11）为圆柱形的八通腔室，其上下表面通过盲法兰（12）封闭，圆周侧壁上设置有六个通道，其中一个通道连接所述CF转接管（9），两个通道分别连接一个MOT玻璃腔（17），另三个通道分别转接三个光学窗口，三个光学窗口分别于所述CF转接管（9）和MOT玻璃腔（17）位于同一轴线上，且与所述MOT玻璃腔（17）同轴的两个光学窗口上设置有通光窗口。

10.根据权利要求5所述的一种制备超长型冷原子云的非对称二维磁光阱装置，其特征在于，所述真空系统还包括设置在多通腔室（11）与MOT玻璃腔（17）之间的三通转管（13），所述三通转管（13）上设置有三角阀（14），铯原子源（15）通过三角阀（14）与所述三通转管（13）连接。