[发明专利]原子束准直方法、原子束准直器、原子干涉仪、原子陀螺仪

权利要求书

1.一种原子束准直方法，其特征在于，具有：

第一步骤，对原子束照射具有与基态和第一激发态之间的跃迁对应的波长的第一激光，由此选择性地使所述原子束中在与所述原子束的行进方向正交的方向上具有比期望速度小的速度分量的原子从所述基态跃迁至所述第一激发态；

第二步骤，其在所述第一步骤之后，对所述原子束照射具有与所述基态和第二激发态之间的跃迁对应的波长的第二激光，由此向所述原子束中处于所述基态的原子赋予反冲动量，其结果是，改变所述原子束中处于所述基态的原子的行进方向；

第三步骤，其在所述第二步骤之后，对所述原子束照射具有与所述基态和所述第一激发态之间的跃迁对应的波长的第三激光，由此使所述原子束中处于所述第一激发态的原子从所述第一激发态跃迁至所述基态。

2.一种原子束准直器，其特征在于，

包括照射部，其对原子束照射第一激光、第二激光、第三激光，

所述原子束按照所述第一激光、所述第二激光、所述第三激光的顺序被照射，

所述第一激光是具有与基态和第一激发态之间的跃迁对应的波长的激光，

所述第二激光是具有与所述基态和第二激发态之间的跃迁对应的波长的激光，

所述第三激光是具有与所述基态与所述第一激发态之间的跃迁对应的波长的激光。

3.如权利要求2所述的原子束准直器，其特征在于，

Δv＝Γ/k₁成立，其中，所述原子束通过所述第一激光而由此从所述基态跃迁至所述第一激发态的所述原子束中的原子的、与所述原子束的行进方向正交的方向上的速度分量的规定最大值为Δv，所述原子束通过所述第一激光而由此从所述基态跃迁至所述第一激发态的所述原子束中的原子的吸收光谱线的半值全宽为Γ，所述第一激光的波数为k₁。

4.如权利要求2或3所述的原子束准直器，其特征在于，

τ₁≥(D+W₁/2+W₃/2)/V成立，其中，所述第一激发态的寿命为τ₁，所述第一激光的中心轴与所述第三激光的中心轴的轴间距离为D，所述第一激光的束宽为W₁，所述第三激光的束宽为W₃，所述原子束的行进方向的原子的平均速度为V。

5.如权利要求4所述的原子束准直器，其特征在于，

W₂/V≥τ₂×v₀/v_recoil,λ2成立，其中，所述第二激发态的寿命为τ₂，与所述原子束的行进方向正交的方向的原子的速度分量的推测最大值为v₀，所述原子束中的原子从所述第二激光中的一个光子接受的与所述原子束的行进方向正交的方向的反冲速度为v_recoil,λ2，所述第二激光的束宽为W₂。

6.如权利要求2至5中任一项所述的原子束准直器，其特征在于，

所述第三激光的行进方向与所述第一激光的行进方向平行。

7.一种原子干涉仪，其特征在于，包括：

原子束生成装置，其连续生成原子束；

行进光驻波生成部，其生成三个以上行进光驻波；

干涉部，其得到所述原子束与所述三个以上行进光驻波相互作用后的原子束；

所述原子束生成装置包括：

原子束源；

原子束准直器；

所述原子束准直器包括对原子束照射第一激光、第二激光、第三激光的照射部，

所述原子束按照所述第一激光、所述第二激光、所述第三激光的顺序被照射，

所述第一激光是具有与基态和第一激发态之间的跃迁对应的波长的激光，

所述第二激光是具有与所述基态和第二激发态之间的跃迁对应的波长的激光，

所述第三激光是具有与所述基态和所述第一激发态之间的跃迁对应的波长的激光。

8.一种原子陀螺仪，其特征在于，包括：

原子束生成装置，其连续生成原子束；

行进光驻波生成部，其生成三个以上行进光驻波；

干涉部，其得到所述原子束与所述三个以上行进光驻波相互作用后的原子束；

观测部，其通过观测来自所述干涉部的所述原子束，来检测角速度或加速度；

所述原子束生成装置包括：

原子束源；

原子束准直器；

所述原子束准直器包括对原子束照射第一激光、第二激光、第三激光的照射部，

所述原子束按照所述第一激光、所述第二激光、所述第三激光的顺序被照射，

所述第一激光是具有与基态和第一激发态之间的跃迁对应的波长的激光，

所述第二激光是具有与所述基态和第二激发态之间的跃迁对应的波长的激光，

所述第三激光是具有与所述基态和所述第一激发态之间的跃迁对应的波长的激光。