[发明专利]去除原子在塞曼冷却窗口沉积的方法、装置和系统

权利要求书

1.一种锶Sr原子光钟系统中去除原子在塞曼冷却窗口沉积的方法，所述锶原子光钟系统中，在原子束方向上成直线依次布设有用于发射原子束的原子炉、用于囚禁原子的磁光阱以及塞曼冷却窗口，其特征在于，

在除所述磁光阱以外的从所述原子炉的发射口到所述塞曼冷却窗口之间的至少一处区域内，用与待清除原子共振的激光沿一角度对原子束运动路径进行照射以使原子最终无法到达塞曼冷却窗口。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述照射光多于一束，各束照射激光在不同位置沿同一方向进行照射，或者在不同位置沿不同但非相反的方向照射，或者在同一位置沿不同但非相反的方向照射。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述照射光通过所述锶原子光钟系统中用作二维准直的窗口进行照射。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述照射的区域为从所述原子炉的发射口到所述磁光阱入口之间时，所述照射光为与⁸⁷Sr以外其他同位素共振的激光；当所述照射的区域为从所述磁光阱出口到所述塞曼冷却窗口之间时，所述照射光为与锶原子所有高丰度同位素共振的激光，或其中一种高丰度同位素共振的激光。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述与⁸⁷Sr以外其他同位素共振的光为与⁸⁸Sr同位素共振的激光；所述与锶原子所有高丰度同位素共振的光为与⁸⁷Sr以及⁸⁶Sr和⁸⁸Sr共振的激光。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的方法，其特征在于，所述照射的区域为：从所述原子炉的发射口到所述磁光阱入口之间，和从所述磁光阱出口到所述塞曼冷却窗口之间同时对原子运动路径进行照射。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述照射光照射方向与锶原子束运动的方向垂直。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

当所述照射的区域为从所述原子炉的发射口到所述磁光阱入口之间时，所述激光的中心波长为460.862nm，谱线宽度或扫描宽度为10MHz；

当所述照射的区域为从所述磁光阱出口到所述塞曼冷却窗口之间时，所述激光的中心波长为460.862nm，所述激光的谱线宽度或扫描宽度为百兆量级。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当所述照射的区域为从所述原子炉的发射口到所述磁光阱入口之间时，所述照射光发射采用扫描方式，扫描范围10MHz，扫描速度至少为

当所述照射的区域为从所述磁光阱出口到所述塞曼冷却窗口之间时，所述照射光发射采用多频率光束合成方式。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当所述照射的区域为从所述原子炉的发射口到所述磁光阱入口之间时，所述照射光在原子束方向上的作用长度至少为米，其中，V为原子束纵向速度，R为塞曼冷却窗口半径，m为原子，S为实际光强和饱和光强的比，τ为原子的跃迁几率，k为光子波矢，为普朗克常数，L为照射光入射窗口到塞曼冷却窗口的长度；

当所述照射的区域为从所述磁光阱出口到所述塞曼冷却窗口之间时，所述照射光在原子束方向上的作用长度为其中V’为此处的原子速度，L’是从此处到塞曼冷却窗口的距离。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，照射光在原子束方向上的作用长度范围为5mm到20mm之间。

12.一种锶原子光钟系统中去除原子在窗口沉积的装置，所述锶原子光钟系统中，在原子束方向上成直线依次布设有用于发射原子束的原子炉、用于囚禁原子的磁光阱以及塞曼冷却窗口，其特征在于，该装置包括：

激光器，用于发出与待清除原子共振的激光；以及

光路调节设备，用于使激光器发出的激光能够在除所述磁光阱以外的从所述原子炉的发射口到所述塞曼冷却窗口之间的至少一处区域内，沿一角度对原子运动路径进行照射以使原子最终无法到达塞曼冷却窗口。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述光路调节设备还包括：扩束装置，用于对激光器发出的激光光束进行扩束。