[发明专利]一种原子布居数探测系统

权利要求书

1.一种原子布居数探测系统，包括荧光激发器和一对荧光收集器；用于原子干涉重力仪，所述原子干涉重力仪包括探测区；

所述荧光激发器包括：主激发器和副激发器，所述主激发器包括：激光出射部件、反射部件、光阑部件和扩束部件；所述扩束部件为一组柱透镜，用于对激光出射部件射出的两束激光进行扩束；

所述一对荧光收集器关于所述探测区中心对称设置，所述荧光收集器包括聚焦部件和采集部件，所述聚焦部件为菲涅尔透镜组，用于聚焦荧光。

2.如权利要求1所述的原子布居数探测系统，所述菲涅尔透镜包括第一菲涅尔透镜、第二菲涅尔透镜，所述采集部件为以下三种组合的其中一种：

第一组合：平凸柱透镜、上光电管和下光电管；

第二组合：上光电管和下光电管；

第三组合：光电管。

3.如权利要求2所述的原子布居数探测系统，所述聚焦部件中：第一菲涅尔透镜和第二菲涅尔透镜共光轴，所述探测区中心位于所述光轴上；所述第二菲涅尔透镜的刻槽面与第一菲涅尔透镜的刻槽面相对；

当采集部件采用第一组合时，所述平凸柱透镜竖直摆放，其凸面与所述第二菲涅尔透镜相对，其平面中心位于所述光轴上；所述上光电管、下光电管贴于所述平凸柱透镜的平面，且关于所述光轴对称；

当采集部件采用第二组合时，所述上光电管、下光电管均垂直于所述光轴上下摆放，且关于所述光轴对称；

当采集部件采用第三组合时，所述光电管垂直于所述光轴摆放，感光面中心位于所述光轴上；

所述采集部件的三种组合所选的光电管感光面积不同。

4.如权利要求2所述的原子布居数探测系统，所述激光出射部件射出的两束激光在所述探测区中称为上层激光与下层激光；

当采集部件采用第一组合或第二组合时，所述上层激光所激发的原子团的荧光被聚焦到所述下光电管，所述下层激光所激发的原子团的荧光被聚焦到所述上光电管；

当采集部件采用第三组合时，所述上、下层激光所激发的原子团的荧光均被聚焦到所述光电管。

5.如权利要求2所述的原子布居数探测系统，所述激光出射部件包括：第一光纤准直器、第二光纤准直器；所述反射部件包括：直角反射棱镜；所述一组柱透镜包括：平凹柱透镜和平凸柱透镜；所述光阑部件包括：双矩形孔光阑。

6.如权利要求5所述的原子布居数探测系统，所述第一光纤准直器、第二光纤准直器相互平行且竖直固定，分别出射一束激光；

所述平凹柱透镜位于所述第一、第二光纤准直器的出射光路上，其凹面朝向所述第一、第二光纤准直器，其光轴平面与两束激光的光斑中心重合；

所述直角反射棱镜摆放于所述平凹柱透镜下方，其斜面与激光传播方向呈45°，两束激光的光斑在所述斜面上的投影关于所述斜面的中心对称；

所述双矩形孔光阑的两矩形孔的对角线交点分别位于两束激光的轴线上；

所述平凸柱透镜的平面面对所述双矩形孔光阑，其光轴平面与两束激光的光斑中心重合，两束激光的光斑在所述平凸柱透镜的平面上的投影关于所述平面的中心对称。

7.如权利要求1所述的原子布居数探测系统，所述副激发器为平面反射镜，挡光黑条粘贴于所述平面反射镜上，其位置位于所述第一光纤准直器发射的上层激光在所述平面反射镜的投影的下半部分。

8.如权利要求5所述的原子布居数探测系统，所述直角反射棱镜为一立方体沿着对角线切割而成，其斜面镀反射膜；所述双矩形孔光阑为氧化发黑的铝片。

9.如权利要求5所述的原子布居数探测系统，激光在所述平凹柱透镜和平凸柱透镜之间的光程等于平凹柱透镜和平凸柱透镜的焦距和。

10.如权利要求5所述的原子布居数探测系统，所述双矩形孔光阑的两个矩形孔中心分别与两束激光的光斑中心重合，两个矩形孔的中心间距等于所述第一光纤准直器和第二光纤准直器的中心间距。