[发明专利]一种碱金属原子的横向自旋弛豫时间测量装置及测量方法

摘要

本发明提供一种碱金属原子的横向自旋弛豫时间测量装置，包括抽运光路器件、探测光路器件、原子气室、三维亥姆霍兹线圈、偏振面检测装置和信号处理系统；原子气室内充有碱金属原子与缓冲气体；抽运光路器件包括依次串联设置的第一激光器、第一扩束准直装置和圆偏振光转换装置；探测光路器件包括第二激光器、第二扩束准直装置以及第一线偏振片。本发明还公开一种碱金属原子的横向自旋弛豫时间测量方法。应用本发明的技术方案，效果是：整体结构精简；利用不同方向的旋转磁场，实现对基态不同超精细能级的碱金属原子的横向自旋弛豫时间的精确测量；能够应用于研究光抽运与自旋弛豫以及评估原子磁力仪和原子自旋陀螺等的性能。

主权项

1.一种碱金属原子的横向自旋弛豫时间测量装置，其特征在于：包括抽运光路器件(1)、探测光路器件(2)、原子气室(3)、三维亥姆霍兹线圈(4)、偏振面检测装置(5)以及信号处理系统(6)；所述原子气室(3)内充有碱金属原子与缓冲气体；所述抽运光路器件(1)包括依次串联设置的第一激光器(1.1)、第一扩束准直装置(1.2)和圆偏振光转换装置(1.3)，所述第一激光器(1.1)用于输出抽运光，所述第一扩束准直装置(1.2)用于将所述第一激光器(1.1)输出的抽运光进行扩束准直处理，所述圆偏振光转换装置(1.3)用于将所述第一扩束准直装置(1.2)扩束准直处理后的抽运光转变为圆偏振光，圆偏振光用于极化原子气室(3)中的碱金属原子；所述探测光路器件(2)包括第二激光器(2.1)、第二扩束准直装置(2.2)以及第一线偏振片(2.3)，所述第二激光器(2.1)用于输出探测光，所述第二扩束准直装置(2.2)用于将所述第二激光器(2.1)输出的探测光进行扩束准直处理，所述第一线偏振片(2.3)用于提高经过所述第二扩束准直装置(2.2)扩束准直处理后的探测光的线偏振度，高线偏振度的探测光与原子气室(3)中碱金属原子相互作用后，其偏振面会受到碱金属原子在探测光传播方向上的自旋极化的调制；所述三维亥姆霍兹线圈(4)用于在所述原子气室(3)处产生静磁场和旋转磁场；所述偏振面检测装置(5)用于检测探测光偏振面的变化；所述信号处理系统(6)同时与所述三维亥姆霍兹线圈(4)和所述偏振面检测装置(5)连接，用于采集所述偏振面检测装置(5)所检测的探测光偏振面变化信息和调节输入到所述三维亥姆霍兹线圈(4)中的电流以控制其产生的静磁场和旋转磁场。