對(duì) 端，推送線圈4的軸線穿過(guò)低真空腔室1的中心，與連接體7、差分管3和高真空腔室2的軸 線重合。推送線圈4產(chǎn)生朝向高真空腔室2的推送磁場(chǎng)，通過(guò)改變推送線圈4中的電流大 小，可以調(diào)節(jié)該推送磁場(chǎng)的強(qiáng)度。
[0037] 推送線圈4由矩形漆包銅線按照徑向6~8層、軸向5~7層的規(guī)格繞制而成。
[0038] 在低真空腔室1中通過(guò)六束對(duì)打激光（分為三對(duì)，沿三個(gè)方向布置）將冷原子囚 禁在低真空腔室1內(nèi)，另外還設(shè)置有一對(duì)反亥姆霍茲線圈形成的MOT線圈對(duì)5, MOT線圈對(duì) 5與六束對(duì)打激光共同作用形成Μ0Τ(磁光阱）。其中，MOT線圈對(duì)5由矩形漆包銅線按照 徑向30~32層、軸向1~3層的規(guī)格繞制而成。
[0039] MOT線圈對(duì)5兩兩對(duì)稱設(shè)置于低真空腔室1上下兩個(gè)面的玻璃窗口上（如圖3所 示，圖紙的上即為上方，圖紙的下方為下方），MOT線圈對(duì)5纏繞在骨架上，骨架套接在玻璃 窗口上與其同心布置，兩個(gè)線圈上下對(duì)稱，并與玻璃窗口同心，MOT線圈對(duì)5的軸線與低真 空腔室1的軸線重合。
[0040] 為了保證冷原子在從低真空腔室1到高真空腔室2的過(guò)程中不膨脹，本裝置還設(shè) 置有轉(zhuǎn)移線圈對(duì)6,轉(zhuǎn)移線圈對(duì)6由至少三對(duì)反亥姆霍茲線圈組成，根據(jù)傳輸管道的長(zhǎng)度來(lái) 設(shè)置，不能少于三對(duì)。其中每對(duì)反亥姆霍茲線圈分別對(duì)稱布置于低真空腔室1、連接體7、差 分管3和高真空腔室2的上下兩側(cè)。
[0041] 如圖5所示，轉(zhuǎn)移線圈對(duì)6包括內(nèi)層線圈6-1和外層線圈6-2,外層線圈6-2位于 內(nèi)層線圈6-1的外側(cè)，內(nèi)層線圈6-1設(shè)置于低真空腔室1、連接體7、差分管3、和高真空腔室 2的上下兩側(cè)，內(nèi)層線圈6-1通過(guò)螺釘固定在相鄰兩個(gè)外層線圈6-2上，其中，位于低真空腔 室1、連接體7、差分管3和高真空腔室2 -側(cè)的內(nèi)層線圈6-1和外層線圈6-2相互電連接， 內(nèi)層線圈6-1中的相鄰線圈貼合在一起，同樣的外層線圈6-2中的相鄰線圈貼合在一起。
[0042] 實(shí)際應(yīng)用中，轉(zhuǎn)移線圈對(duì)6纏繞在骨架上，骨架為正方形的平板結(jié)構(gòu)，線圈固定在 骨架板狀平面上，線圈的直徑與正方形的邊長(zhǎng)相等。其中相鄰骨架緊挨在一起，內(nèi)層線圈 6-1的骨架固定在外層線圈6-2的骨架上。位于低真空腔室1、連接體7、差分管3和高真空 腔室2 -側(cè)的線圈只有一個(gè)進(jìn)口端和一個(gè)出口端。
[0043] 內(nèi)層線圈6-1的兩側(cè)端部分別與相鄰的兩個(gè)外層線圈6-2的軸線齊平，即內(nèi)層線 圈6-1的端部恰好位于相鄰?fù)鈱泳€圈6-2的中心位置，兩層線圈交錯(cuò)排布形成轉(zhuǎn)移線圈對(duì) 6〇
[0044] 外層線圈6-2中遠(yuǎn)離低真空腔室1 一端的一對(duì)線圈相對(duì)布置于高真空腔室2的上 下兩側(cè)，與高真空腔室2同軸設(shè)置。這對(duì)線圈起到兩個(gè)作用，一是冷原子從管道傳輸?shù)礁哒?空腔室2的過(guò)程中與其他的轉(zhuǎn)移線圈對(duì)6共同作用形成磁阱，二是在高真空腔室2的腔室 內(nèi)與激光形成MOT囚禁冷原子。
[0045] 轉(zhuǎn)移線圈對(duì)6在低真空腔室1、連接體7、差分管3和高真空腔室2的中間形成包 覆冷原子的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)的中心場(chǎng)強(qiáng)為零。轉(zhuǎn)移過(guò)程中，通過(guò)改變轉(zhuǎn)移線圈對(duì)6中的電流大 小和電流方向，滿足下列公式的描述，即可保證冷原子輸送過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生膨脹。
[0046]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)移冷原子的磁場(chǎng)裝置，包括低真空腔室（1)、高真空腔室（2)和設(shè) 置于兩者之間的傳輸冷原子的管道；所述的低真空腔室（1)為金屬腔室，高真空腔室（2)為 玻璃腔室，兩者通過(guò)管道連通；所述的管道上設(shè)置有差分管（3)， 其特征在于；還包括： 推送線圈（4)，推送線圈（4)固定在低真空腔室（1)上遠(yuǎn)離管道的一端； MOT線圈對(duì)巧），由一對(duì)圓形反亥姆霍茲線圈組成，兩兩對(duì)稱的布置于低真空腔室（1) 的上下兩端，其軸線與管道軸線垂直相交； 轉(zhuǎn)移線圈對(duì)化），由至少=對(duì)兩兩對(duì)稱的布置于低真空腔室（1)、高真空腔室（2)和 管道的上下兩側(cè)的圓形反亥姆霍茲線圈組成，轉(zhuǎn)移線圈對(duì)（6)包括兩層相互平行布置的線 圈，分別為：位于低真空腔室（1)、高真空腔室（2)和管道的上下兩側(cè)的內(nèi)層線圈（6-1)和 位于內(nèi)層線圈化-1)外側(cè)的外層線圈化-2);所述的內(nèi)層線圈化-1)固定在相鄰兩個(gè)外層 線圈化-2)上，與相鄰兩個(gè)外層線圈化-2)均有重疊部位，且內(nèi)層線圈化-1)的軸線與相鄰 兩個(gè)外層線圈化-2)的軸線不重和； 冷卻裝置，布置與轉(zhuǎn)移線圈對(duì)（6)的外側(cè)，轉(zhuǎn)移線圈對(duì)（6)的外層線圈化-2)固定在冷 卻裝置上。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種用于長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)移冷原子的磁場(chǎng)裝置，其特征在于；所述的 推送線圈（4)與管道同軸設(shè)置。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種用于長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)移冷原子的磁場(chǎng)裝置，其特征在于；所述的 內(nèi)層線圈（6-1)中相鄰線圈的端部貼合在一起，外層線圈（6-。中相鄰線圈端部貼合在一 起。
4. 如權(quán)利要求3所述的一種用于長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)移冷原子的磁場(chǎng)裝置，其特征在于；所述的 內(nèi)層線圈化-1)的兩端分別與相鄰的兩個(gè)外層線圈化-2)的軸線齊平。
5. 如權(quán)利要求4所述的一種用于長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)移冷原子的磁場(chǎng)裝置，其特征在于；所述的 外層線圈化-2)中遠(yuǎn)離低真空腔室（1) 一端的一對(duì)線圈相對(duì)布置于高真空腔室（2)的上下 兩側(cè)，與高真空腔室（2)同軸設(shè)置。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種用于長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)移冷原子的磁場(chǎng)裝置，其特征在于；所述的 MOT線圈對(duì)（5)與轉(zhuǎn)移線圈對(duì)（6)相互平行，MOT線圈對(duì)（5)與靠近低真空腔室（1) 一端的 轉(zhuǎn)移線圈對(duì)（6)上下交錯(cuò)重疊布置。
7. 如權(quán)利要求6所述的一種用于長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)移冷原子的磁場(chǎng)裝置，其特征在于；所述的 MOT線圈對(duì)（5)位于靠近低真空腔室（1) 一端的轉(zhuǎn)移線圈對(duì)化）的外側(cè)。
8. 如權(quán)利要求7所述的任一一種用于長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)移冷原子的磁場(chǎng)裝置，其特征在于：所 述的MOT線圈對(duì)（5)的內(nèi)側(cè)端面與靠近低真空腔室（1) 一端的轉(zhuǎn)移線圈對(duì)（6)的外側(cè)端面 貼合在一起。
9. 如權(quán)利要求1所述的一種用于長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)移冷原子的磁場(chǎng)裝置，其特征在于；所述的 冷卻裝置包括兩塊平行設(shè)置的中空黃銅板巧）；所述的黃銅板（8)貼合在轉(zhuǎn)移線圈對(duì)化） 中外層線圈化-2)的外側(cè)，黃銅板巧）內(nèi)通有流動(dòng)的冷水。
【專利摘要】本發(fā)明涉及原子轉(zhuǎn)移的磁場(chǎng)裝置領(lǐng)域，具體地指一種用于長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)移冷原子的磁場(chǎng)裝置。本裝置通過(guò)使用推送線圈產(chǎn)生推送磁場(chǎng)將冷原子從一側(cè)的低真空腔室轉(zhuǎn)移到另一側(cè)的高真空腔室，通過(guò)設(shè)置MOT線圈對(duì)囚禁冷原子，通過(guò)設(shè)置轉(zhuǎn)移線圈對(duì)控制冷原子在轉(zhuǎn)移過(guò)程中保持冷原子不膨脹體積不發(fā)生變化。本發(fā)明通過(guò)應(yīng)用磁場(chǎng)的方法實(shí)現(xiàn)冷原子的轉(zhuǎn)移，可以很大程度的簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)裝置，降低轉(zhuǎn)移過(guò)程中對(duì)原子的加熱效應(yīng)，提高轉(zhuǎn)移效率。且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，具有很大的推廣價(jià)值。
【IPC分類】G21K1-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104637562
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510073526
【發(fā)明人】李凱, 羅華, 張東方, 高天佑, 江開(kāi)軍
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所
【公開(kāi)日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年2月12日