[发明专利]一种激光传输装置及离子阱系统

权利要求书

1.一种激光传输装置，所述激光传输装置应用于离子阱系统中，其特征在于，所述激光传输装置包括：空间模斑变换器和衍射元件阵列，所述空间模斑变换器和衍射元件阵列在空间中位于不同的平面；

所述空间模斑变换器用于将多路激光照射至所述衍射元件阵列；

所述衍射元件阵列用于将所述多路激光分别独立照射至离子链中对应的离子，且所述多路激光中的部分激光，在经过所述衍射元件阵列中沿垂直于所述离子链方向的一列衍射元件后互不平行，经过所述衍射元件阵列后的每路激光对应离子链中的一个离子，所述离子链为包括多个离子的一维长链。

2.根据权利要求1所述的激光传输装置，其特征在于，所述装置还包括准直器阵列，所述准直器阵列中的多个准直器与所述衍射元件阵列中的多个衍射元件一一对应；

所述准直器阵列用于对光纤阵列传输的多路激光进行准直，并将准直后的多路激光照射至所述空间模斑变换器。

3.根据权利要求1或2所述的激光传输装置，其特征在于，所述衍射元件是由介质材料加工制备出的多个微纳单元形成的超表面结构。

4.根据权利要求3所述的激光传输装置，其特征在于，在所述衍射元件阵列中，沿平行于离子链方向的相邻两个衍射元件，存在共用的微纳单元。

5.根据权利要求1-4任一项所述的激光传输装置，其特征在于，所述准直器阵列由多个准直透镜构成，沿垂直于所述离子链方向的多个准直透镜的焦距不同。

6.根据权利要求1-4任一项所述的激光传输装置，其特征在于，所述准直器阵列包括光栅耦合器阵列，或者包括端面耦合器阵列。

7.根据权利要求1-6任一项所述的激光传输装置，其特征在于，所述空间模斑变换器包括多个共焦的透镜；或者

所述空间模斑变换器为光波导阵列。

8.根据权利要求7所述的激光传输装置，其特征在于，所述光波导为锥形光波导。

9.根据权利要求8所述的激光传输装置，其特征在于，所述锥形光波导为弧形坡面结构。

10.根据权利要求7-9任一项所述的激光传输装置，其特征在于，所述装置还包括矩形波导阵列，用于将所述多路激光传输至所述空间模斑变换器。

11.根据权利要求1-10任一项所述的激光传输装置，其特征在于，所述装置位于真空腔中。

12.一种离子阱系统，其特征在于，包括光纤阵列和如权利要求1-11任一项所述的激光传输装置，所述光纤阵列中的多个光纤与所述衍射元件阵列中的多个衍射元件一一对应。

13.根据权利要求12所述的离子阱系统，其特征在于，所述光纤为热扩芯TEC光纤。