[发明专利]冷原子束生成方法、冷原子束生成装置、原子干涉仪

说明书

提供一种冷原子束生成技术，使冷原子束在与推送激光的行进方向不同的方向上行进。利用推送激光，从被束缚在空间中的原子生成冷原子束。接着，利用二维磁光阱机构中的四极磁场的零磁场线、或移动粘团机构中的光学驻波的漂移方向，偏转冷原子束。

技术领域

本发明涉及冷原子束生成技术和使用该冷原子束生成技术的原子干涉仪。

背景技术

近年来，伴随激光技术的发展，正在开发各种各样的冷原子束生成技术。作为冷原子束生成技术，例如已知非专利文献1～8所公开的技术。

根据非专利文献1～3，在包含被称为发夹线(hairpin wires)的磁场生成线圈和冷却用激光对的二维磁光阱(two-dimensional magneto-optical trap；2D-MOT)机构内冷却原子，利用移动粘团(moving-molasses)的原理从冷却原子团引出冷原子束(例如，参照非专利文献2的图1)。

根据非专利文献4，在包含磁场生成线圈和冷却用激光对的2D-MOT机构内冷却原子，利用推送激光(pushing laser)从冷却原子团引出冷原子束。

根据非专利文献5，在将用于生成三维磁光阱(three-dimensional magneto-optical trap；3D-MOT)机构中的三个激光对之中一个激光对的后向反射器(retroreflector)置换为开孔1/4波长反射板的结构中，利用该一个激光对中的不对称的散射率，从冷却原子团引出冷原子束。这种技术被称为LVIS(low-velocity intensesource，低速强源)。

根据非专利文献6，在将与二维四极磁场的零磁场线一致的一个激光对追加到2D-MOT机构中的结构中，利用该一个激光对中的光束强度的差异，从冷却原子团引出冷原子束(例如，参照非专利文献6的图1)。这种技术被称为2D⁺-MOT。

根据非专利文献7，使用激光和金字塔型开孔反射镜，对原子进行三维冷却，并且从冷却原子团引出冷原子束。

根据非专利文献8，利用在2D-MOT机构中的四极磁场的零磁场线上行进的两种激光(推送激光和空心激光)，得到通量(flux)和速度分布被改善的冷原子束(例如，参照非专利文献8的图3)。这种技术被称为2D-HP MOT。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：E.Riis,D.S.Weiss,K.A.Moler,and S.Chu,“Atom Funnel for theProduction of a Slow,High-Density Atomic Beam,”Phys.Rev.Lett.64,1658(1990).

非专利文献2：Swanson,T.B.；Silva,N.J.；Mayer,Shannon K.；Maki,J.J.；andMcIntyre,D.H.,“Rubidium atomic funnel,”(1996).Physics Faculty Publicationsand Presentations.30.

非专利文献3：T.B.Swanson,N.J.Silva,S.K.Mayer,J.J.Maki andD.H.McIntyre:“Rubidium atomic funnel,”J.Opt.Soc.Am.B,13,9,p.1833(1996).

非专利文献4：J.Schoser,A.Batar,R.Low,V.Schweikhard,A.Grabowski,Yu.B.Ovchinnikov,and T.Pfau,“Intense source of cold Rb atoms from a pure two-dimensional magneto-optical trap,”PHYSICAL REVIEW A,66,0234102002.