CN100376123C - 一种原子芯片用原子束发生方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种原子芯片用原子束的发生方法和装置。该装置包括真空室、原子源、二维微调台、磁铁和内外光路系统：内外光路系统中包括主激光器和再泵浦激光器：真空室内安装有中心带有孔的1/4波片反射镜组和直导线组；磁光阱中采用光学泵浦激光和再泵浦激光将原子制备到最优弱场搜寻态上。本发明装置体积小、结构简单，能够为原子芯片提供最优弱场搜寻态、纵向速度低且分布均匀、横向速度几乎为零、密度高的原子束，可应用于原子在芯片上导引、分波、干涉、原子钟以及玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)研究。

Description

一种原子芯片用原子束发生方法及其装置

技术领域

本发明提供一种原子芯片用原子束制备、运输和加载装置，特别是一种为原子芯片提供和加载最优弱场搜寻态、纵向速度低且分布均匀、横向速度几乎为零、密度高的原子束的发生方法及其装置。

背景技术

目前，在原子芯片中采用的原子束发生方法主要有两种：热原子束和超冷原子束(即玻色-爱因斯坦凝聚体)。热原子束一般是直接对原子源进行加热，形成原子蒸汽束从喷口中喷出，利用和原子蒸汽束速度方向相对的一束激光对其进行减速，然后通过镜面磁光阱(Mirror MOT)加载到芯片表面，如文献1：J.Denschlag，D.Cassettari，A.Chenetl，S.Schneider，J.Schmiedmayer，Appl.Phys.B，1999，69：291-301中所记载。虽然这种方法具有结构简单的优点，但是由于从喷口喷出的原子束各向速度相对较高、且分布不均匀；而且各种原子混杂在一起，镜面磁光阱很难捕获到足够数量和密度的原子，从而限制了磁阱的囚禁效率。

超冷原子束，即：玻色-爱因斯坦凝聚体，一般先要制备玻色-爱因斯坦凝聚体，然后利用镜面磁光阱加载到芯片表面，如文献2：Peter D.D.Schwindt，Ph.D thesis，JILA，University of Colorado，2003中所记载的由锥形镜腔、蒸汽室和应用腔组成。虽然这种方法制备的玻色-爱因斯坦凝聚体原子源具有单一性好、速度分布均匀等特点，但是制备玻色-爱因斯坦凝聚体需要多级磁光阱，系统庞大，结构复杂，真空度要求较高，并且不能很好地实现原子束的绝热运输和芯片加载，超冷原子在磁光阱之间传输时有发散和飞溅损失，降低了系统效率。

由于现有技术产生的芯片磁阱可控制的原子的密度较低，而芯片磁阱囚禁能力有一定的限制，因此希望能够在芯片表面获得最优弱场搜寻态、纵向速度低且分布均匀、横向速度很低、密度高的原子束。

发明内容

本发明的目的是提供一种体积小、结构简单，能够为原子芯片提供最优弱场搜寻态、纵向速度低且分布均匀、横向速度几乎为零、密度高的原子束，可应用于原子在芯片上导引、分波、干涉、原子钟以及玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)研究的原子束发生装置。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种原子芯片用原子束发生装置，包括真空室、原子源、二维微调台和内外光路系统；如图2所示，原子源32通过阀门和真空室相连；二维微调台33通过波纹管真空室的内外真空隔离，二维微调台33上安装一调节原子芯片位置的芯片台29；其中内外光路系统包括第一激光器、声光调制器、分光镜、反射镜、1/4波片和直角棱镜；第一激光器输出的用于冷却原子的冷却激光经过分光镜和反射镜进入声光调制器，再通过真空室的玻璃窗进入真空室；如图1所示，入射到真空室内的用于冷却原子的冷却激光1、2、13、15、18、19和第二对反赫姆赫兹线圈14构成的三维磁光阱，该三维磁光阱对热原子源喷口喷出的原子源蒸汽束17进行捕获和冷却，其中冷却激光15是冷却激光1经过位于真空室外的一1/4波片和一反射镜得到的反射激光，冷却激光18是冷却激光2经过位于真空室外的一1/4波片和一反射镜得到的反射激光：由冷却激光5、9、8、12、芯片镜面11和第一对反赫姆赫兹线圈6共同形成镜面磁光阱；其特征在于，所述内外光路系统中包括第二激光器，第二激光器发出再泵浦激光经过声光调制器、分光镜和反射镜通过真空室的玻璃窗进入真空室；还包括在所述真空室内安装有中心带有孔的I/4波片反射镜组4和直导线组3.该1/4波片反射镜组4通过位于真空室中部的第三卡箍27固定在真空室内，所述直导线组3由N根直导线，并直导线两端安装在真空室内壁中部对称设置的第一卡箍23和第二卡箍25上固定而组成，N根直导线相互平行，相邻导线的电流方向互相反向；还包括第一磁铁7和第二磁铁20设置在真空室外垂直于纵向轴线方向平行放置；所述三维磁光阱中采用光学泵浦激光16和再泵浦激光1’、2’、13’、15’、18’、19’将原子制备到最优弱场搜寻态上，其中与光学泵浦激光16共线且方向相对的激光是光学泵浦激光16经过位于真空室外的一直角棱镜的反射激光；在镜面磁光阱中采用光学泵浦激光10和再泵浦激光5’、8’、9’、12’对原子云团进行作用，将原子制备到最优弱场搜寻态上，其中与光学泵浦激光10共线且方向相对的激光是光学泵浦激光10经过位于真空室外的一直角棱镜的反射激光。

所述的原子芯片用原子束发生装置，如图3所示，还包括一用于检测原子芯片捕获原子情况的第一反射镜52、第八反射镜74、第九反射镜75和第三声光调制器55，设置在第一激光器的光路上产生成像激光进入镜面磁光阱。

所述直导线组3包括N根直导线，其中N为大于或等于4的偶数。

所述中心带有孔的1/4波片反射镜组4是由1/4波片A、反射镜A、反射镜B、1/4波片B(图中未示出)顺序粘接在一起构成，其中心小孔直径为0.5～1mm。

所述第一磁铁7和第二磁铁20为永久磁铁或磁场线圈。

一种应用权利要求1所述的原子芯片用原子束发生装置进行产生原子束的方法，包括以下步骤：

1).首先将真空室抽至真空度优于6×10^-8Pa；

2).加热真空室内的原子源32，打开阀门，原子蒸汽喷出，使真空室内形成饱和浓度的原子蒸汽；

3).采用三维磁光阱对热原子进行捕获和冷却，冷却到200μk以下，形成冷原子云团，同时利用光学泵浦激光16和再泵浦激光1’、2’、13’、15’、18’、19’将原子制备到最优弱场搜寻态上；

4).利用和原子束出射方向平行的电流方向相反的N根直导线组3形成管状磁阱，使原子团出射时受到磁阱的横向囚禁，不会横向膨胀而发散；安置在真空室外的垂直与纵向轴线的平行相对的第一磁铁7和第二磁铁20在纵向上形成均匀的磁场，使原子在运输过程中拉莫尔进动频率大于磁阱的捕获频率，保证原子的态不发生改变，实现绝热传输；

5).利用激光纵向辐射压力不平衡，将原子云团从1/4波片反射镜组4中心的小孔推出；利用与原子束相对的冷却激光8、再泵浦激光8’对原子束进行减速；

6).原子云团通过1/4波片反射镜组4的小孔后，采用镜面磁光阱对原子进行冷却并捕获到芯片表面11上，同时利用光学泵浦激光10和再泵普浦激光5’、8’、9’对原子云团进行作用，将原子制备到最优弱场搜寻态上，形成高密度原子束。

本发明提供的原子芯片用原子束的发生方法与装置的优点在于：

1.真空度要求相对较低，优于6×10^-8Pa即可。

2.真空室实现了小型化设计，整体尺寸小于30cm×20cm×25cm。

3.磁光阱中采用光学泵浦激光和三维再泵浦激光，使进入磁阱的原子密度增大、具有最优弱场搜寻态，使磁阱对原子的操纵更加容易。

4.利用载流直导线形成的管状磁阱保证了原子束在运输过程中不会发生横向扩散。

5.利用两磁体形成的纵向均匀弱磁场，保证原子的拉莫尔进动频率大于磁场的变化频率，实现了原子的绝热运输。

6.镜面磁光阱中利用原子束纵向速度方向上的相反方向的冷却激光8和再泵浦激光8’实现了原子束的减速。

7.利用镜面磁光阱实现原子的进一步冷却和芯片加载。

8.进入芯片磁阱的原子经过两级磁光阱的作用，横向速度更小，速度分布更加均匀。

附图说明

图1芯片冷原子束制备、运输和芯片加载系统原理图：

图2为该装置的正视剖面图；

图2(a)为图2中A-A位置的剖面图；

图2(b)为该装置的俯视图；

图2(c)为图2(b)中C-C位置的剖面图；

图2(d)为图2中B-Ｂ位置的剖面图；

图3内外光路系统图。

图面说明：

图1中

1表示σ-冷却激光从第七玻璃窗40进入磁光阱；

1’表示再泵浦激光从第七玻璃窗40进入磁光阱；

2表示σ-冷却激光从第九玻璃窗42进入磁光阱；

2’表示再泵浦激光从第九玻璃窗42进入磁光阱；

3表示直导线组；

4表示1/4波片反射镜组；

5表示σ⁺冷却激光从第三玻璃窗34进入磁光阱；

5’表示再泵浦激光从第三玻璃窗34进入磁光阱；

6表示第一对反赫姆赫兹线圈；

7表示第一磁铁；

8表示σ⁺冷却激光从第二玻璃窗30进入磁光阱；

8’表示再泵浦激光从第二玻璃窗30进入磁光阱：

9表示σ^-冷却激光从第四玻璃窗35进入磁光阱；

9’表示再泵浦激光从第四玻璃窗35进入磁光阱；

10表示光学泵浦激光从第五玻璃窗36进入磁光阱；

11表示芯片镜面；

12表示σ^-冷却激光进入磁光阱，是冷却激光8的反射光；

12’表示再泵浦激光进入磁光阱，是再泵浦激光8’反射光：

13表示σ^-冷却激光进入磁光阱，是冷却激光19的反射光；

13’表示再泵浦激光进入磁光阱；是再泵浦激光19’的反射光

14表示第二对反赫姆赫兹线圈；

15表示σ⁺冷却激光从第十一玻璃窗44进入磁光阱；

15’表示再泵浦激光从第十一玻璃窗44进入磁光阱；

16表示光学泵浦激光从第十玻璃窗43进入磁光阱；

17表示原子源蒸汽束；

18表示σ⁺冷却激光从第十四玻璃窗47进入磁光阱；

18’表示再泵浦激光从第十四玻璃窗47进入磁光阱；

19表示σ⁺冷却激光从第一玻璃窗21进入磁光阱；

19’表示再泵浦激光从第一玻璃窗21进入磁光阱；

20表示第二磁铁；

图2中

21表示第一玻璃窗；             22表示真空计；               23表示第一卡箍；

25表示第二卡箍                 27表示第三卡箍；             28表示检测窗；

29表示芯片台；                 30表示第二玻璃窗；           31表示导线接线柱法兰；

32表示原子源；                 33表示二维微动台；           34表示第三玻璃窗；

35表示第四玻璃窗               36表示第五玻璃窗；           37表示第六玻璃窗；

38表示第一外接真空泵法兰；     39表示第二外接真空泵法兰；

40表示第七玻璃窗               41表示第八玻璃窗；           42表示第九玻璃窗；

43表示第十玻璃窗；             44表示第十一玻璃窗；         45表示第十二玻璃窗；

46表示第十三玻璃窗；           47表示第十四玻璃窗；

图3中

48表示主激光器                 49表示第一分光镜             50表示第二分光镜；

51表示第三分光镜               52表示第一反射镜；           53表示第一声光调制器；

54表示第二声光调制器；         55表示第三声光调制器；       56表示再泵浦激光器；

57表示第四声光调制器；         58表示第四分光镜；           59表示第五声光调制器；

60表示第二反射镜               61表示第五分光镜；           62表示第六分光镜；

63表示三维磁光阱               64表示第一1/4波片；          65表示第三反射镜；

66表示第一直角棱镜；           67表示第四反射镜             68表示第二1/4波片；

69表示第五反射镜               70表示第六反射镜             71表示第七反射镜；

72表示镜面磁光阱；    73表示第二直角棱镜；  74表示第八反射镜；

75表示第九反射镜。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明提供的原子芯片用原子束发生装置，包括原子源、真空室、二维微调台、磁铁(永久磁铁或磁场线圈)和内外光路系统。

如图1所示，冷却激光1、2、13、15、18、19和第二对反赫姆赫兹线圈14构成的三维磁光阱对热原子源喷口喷出的原子源蒸汽束17进行捕获和冷却，其中冷却激光15是冷却激光l经过位于真空室外的一1/4波片和一反射镜(图1中未示出)得到的反射冷却激光，冷却激光18是冷却激光2经过位于真空室外的一1/4波片和一反射镜(图1中未示出)得到的反射冷却激光；由冷却激光5、9、8、12、芯片镜面11和第一对反赫姆赫兹线圈6共同形成镜面磁光阱；原子束在镜面磁光阱中被捕获到芯片表面并进一步冷却；在三维磁光阱中采用光学泵浦激光16和再泵浦激光1’、2’、13’、15’、18’、19’将原子制备到最优弱场搜寻态上，其中与光学泵浦激光16共线且方向相对的激光是光学泵浦激光16经过位于真空室外的一直角棱镜(图1中未示出)的反射激光；在镜面磁光阱中采用光学泵浦激光10和再泵浦激光5’、8’、9’对原子云团进行作用，将原子制备到最优弱场搜寻态上，其中与光学泵浦激光10共线且方向相对的激光是光学泵浦激光10经过位于真空室外的一直角棱镜(图1中未示出)的反射激光；第一磁铁7(磁场线圈或永久磁铁)和第二磁铁20(磁场线圈或永久磁铁)设置在真空室外垂直于纵向轴线方向平行放置，用于在原子束的传输方向上产生匀强的弱磁场，保证原子的态不发生改变，实现绝热传输。

真空室结构如图2所示，真空室上设有第一玻璃窗21、检测窗28、第二玻璃窗30、第三玻璃窗34、第四玻璃窗35、第五玻璃窗36、第六玻璃窗37、第七玻璃窗40、第八玻璃窗41、第九玻璃窗42、第十玻璃窗43、第十一玻璃窗44、第十二玻璃窗45、第十三玻璃窗46、第十四玻璃窗47，其中第七玻璃窗40和第十一玻璃窗44、第八玻璃窗41和第十三玻璃窗46、第九玻璃窗42和第十四玻璃窗47、第十玻璃窗43和第十二玻璃窗45两两相对，如图1所示，选两对相互垂直的玻璃窗用于磁光阱冷却激光1、2、15、18和再泵浦激光1’、2’、15’、18’的光窗，其余的两对光窗可任选一对作为光学泵浦激光16的光窗，剩下的一对光窗用于观察和检测窗。第五玻璃窗36和第六玻璃窗37也相对设置用于光学泵浦激光10光窗。第三玻璃窗34和第四玻璃窗35相互垂直用于镜面磁光阱冷却激光5、9和再泵浦激光5’、9’的光窗。第一玻璃窗21用于磁光阱冷却激光19和再泵浦激光19’的光窗。检测窗28用于检测。第二玻璃窗30用于检测光窗，同时作为镜面磁光阱冷却激光8、再泵浦激光8’的光窗。真空计22用于测量真空室内的真空度；法兰38、39用于安装真空泵。

真空室内安装有1/4波片反射镜组4和直导线组3，所述1/4波片反射镜组4是由一1/4波片、一反射镜、一反射镜、一1/4波片顺序粘接在一起构成，中心带直径为0.5～1mm的小孔，该镜组通过位于真空室中部的第三卡箍27固定在真空室内，用于产生图1中冷却激光19、再泵浦激光19’的反射激光13、13’和镜面磁光阱冷却激光8、再泵浦激光8’的反射激光8’、12’，在纵向形成激光辐射压力不平衡将原子云团推出1/4波片反射镜组4中心的小孔；直导线组3由多根(大于或等于4的偶数根)直导线组成，通过位于真空室中部对称放置的第一卡箍23和第二卡箍25安装在真空室内壁，直导线相互平行且关于纵向轴线对称放置，导线的电流方向互相反向，用于产生管状磁阱，保证原子束在两个磁光阱之间传输过程中不发散；

原子源32通过阀门和真空室相连，经过加热可以产生原子蒸汽束(即图1中原子蒸汽束17).原子源一般采用熔点低的碱金属元素，如：天然铷，铯等。一般封装在一个密封的玻璃泡内，使用时需要打碎玻璃泡，然后通过加热产生蒸汽，喷入真空室。

二维微调台33通过波纹管实现真空室的内外真空隔离，其上是安装芯片组件的芯片台29。

内外光路系统，如图3所示，由两个激光器组成：主激光器48和再泵浦激光器56，主激光器48用于产生冷却激光、光学泵浦激光和成像激光，再泵浦激光器56用于产生再泵浦激光。主激光器48发出的冷却激光经过第一分光镜49、第二分光镜50、第三分光镜51和第一反射镜52分别进入第一声光调制器53、第四分光镜58、第二声光调制器54、第三声光调制器55；由第四分光镜58出来的冷却激光与由再泵浦激光器56发出的经过第四声光调制器57出来的再泵浦激光合成为一束激光再通过第五声光调制器59，经过第六分光镜62分为两束激光，一束即为图1中的冷却激光2进入三维磁光阱63，另一束经第七反射镜71反射后，即为图1中的冷却激光5进入镜面磁光阱72；从第二声光调制器54出来的光学泵浦激光通过第五分光镜61分为两束激光，一束经第二反射镜60即为图1中的光学泵浦激光16进入三维磁光阱63，另一束经第六反射镜70、第四反射镜67反射后，即为图1中的光学泵浦激光10进入镜面磁光阱72；从第三声光调制器55出来的成像激光经第九反射镜75、第八反射镜74反射进入镜面磁光阱72，用于检测原子芯片对原子的捕获情况；第一直角棱镜66、第二直角棱镜73用于反射激光，保证反射的激光相位和入射激光一致；第一1/4波片64、第二1/4波片68和第三反射镜65、第五反射镜69两两组合用来将冷却激光从左旋圆偏振光(通常用σ⁺表示)变为右旋圆偏振光(通常用σ^-表示)；第一声光调制器53用来锁定主激光器48的频率，第二声光调制器54、第三声光调制器55、第四声光调制器57、第五声光调制器59用来调制激光到所需频率；另外，图1表示的是三维空间中激光束的分布，这些激光束不能在图3中都表示出来，其中冷却激光1、15、13、19、9、8、12、再泵浦激光1’、15’、13’、19’、9’、8’、12’没有在图3中表示出来，它们按照上述的方法进入磁光阱。

本专利提供的原子芯片用原子束发生装置实施过程如下：

1.首先将真空室抽至真空度优于6×10^-8Pa；

2.加热真空室内的原子源32，打开阀门，原子蒸汽喷出，使真空室内形成饱和浓度的原子蒸汽；

3.采用三维磁光阱对热原子进行捕获和冷却，冷却到200μk以下，形成冷原子云团，同时利用光学泵浦激光16和再泵浦激光1’、2’、13’、15’、18’、19’将原子制备到最优弱场搜寻态上；

4.利用和原子束出射方向平行的电流方向相反的N根直导线组3形成管状磁阱，使原子团出射时受到磁阱的横向囚禁，不会横向膨胀而发散；安置在真空室外的垂直与纵向轴线的平行相对的第一磁铁7和第二磁铁20在纵向上形成均匀的磁场，使原子在运输过程中拉莫尔进动频率大于磁阱的捕获频率，保证原子的态不发生改变，实现绝热传输；

5.利用激光纵向辐射压力不平衡，将原子云团从1/4波片反射镜组4中心的小孔推出；利用与原子束相对的冷却激光8、再泵浦激光8’对原子束进行减速；

6.原子云团通过1/4波片反射镜组4的小孔后，采用镜面磁光阱对原子进行冷却并捕获到芯片表面11上，同时利用光学泵浦激光10和再泵浦激光5’、8’、9’对原子云团进行作用，将原子制备到最优弱场搜寻态上，形成高密度原子束。

本发明的装置产生的原子芯片用原子束的纵向速度≤20米/秒，横向速度≤0.05米/秒，原子束密度高于现有装置。

Claims (6)

1.一种原子芯片用原子束发生装置，包括真空室、原子源、二维微调台和内外光路系统；原子源(32)通过阀门和真空室相连；二维微调台(33)通过波纹管将真空室的内外隔离，二维微调台(33)上安装一调节原子芯片位置的芯片台(29)；其中内外光路系统包括第一激光器、声光调制器、分光镜、反射镜、1/4波片和直角棱镜；第一激光器输出的用于冷却原子的冷却激光，经过分光镜和反射镜进入声光调制器，再通过真空室的玻璃窗进入真空室；入射到真空室内的用于冷却原子的冷却激光(1、2、13、15、18、19)和第二对反赫姆赫兹线圈(14)构成三维磁光阱，该三维磁光阱对热原子源喷口喷出的原子源蒸汽束(17)进行捕获和冷却，其中冷却激光(15)是冷却激光(1)经过位于真空室外的一1/4波片和一反射镜得到的反射激光，冷却激光(18)是冷却激光(2)经过位于真空室外的一1/4波片和一反射镜得到的反射激光；由冷却激光(5、9、8、12)、芯片镜面(11)和第一对反赫姆赫兹线圈(6)共同形成镜面磁光阱；其特征在于，所述内外光路系统中包括第二激光器，第二激光器发出再泵浦激光，经过声光调制器、分光镜和反射镜通过真空室的玻璃窗进入真空室；还包括在所述真空室内安装有中心带有孔的1/4波片反射镜组(4)和直导线组(3)，该1/4波片反射镜组(4)通过位于真空室中部的第三卡箍(27)固定在真空室内，所述直导线组(3)由N根直导线，并直导线两端安装在真空室内壁中部对称设置的第一卡箍(23)和第二卡箍(25)上固定而组成，N根直导线相互平行，相邻导线的电流方向互相反向；还包括第一磁铁(7)和第二磁铁(20)设置在真空室外垂直于纵向轴线方向平行放置；所述三维磁光阱中采用光学泵浦激光(16)和再泵浦激光(1’、2’、13’、15’、18’、19’)将原子制备到最优弱场搜寻态上，其中与光学泵浦激光(16)共线且方向相对的激光是光学泵浦激光(16)经过位于真空室外的一直角棱镜的反射激光；在镜面磁光阱中采用光学泵浦激光(10)和再泵浦激光(5’、8’、9’、12’)对原子云团进行作用，将原子制备到最优弱场搜寻态上，其中与光学泵浦激光(10)共线且方向相对的激光是光学泵浦激光(10)经过位于真空室外的一直角棱镜的反射激光。

2.按权利要求1所述的原子芯片用原子束发生装置，其特征在于，还包括一用于检测原子芯片捕获原子情况的第一反射镜(52)、第八反射镜(74)、第九反射镜(75)和第三声光调制器(55)，设置在第一激光器的光路上产生成像激光进入镜面磁光阱。

3.按权利要求1或2所述的原子芯片用原子束发生装置，其特征在于，所述的N根直导线，其中N为大于或等于4的偶数。

4.按权利要求1或2所述的原子芯片用原子束发生装置，其特征在于，所述中心带有孔的1/4波片反射镜组4是由1/4波片A、反射镜A、反射镜B、1/4波片B顺序粘接在一起构成，其中心小孔直径为0.5～1mm。

5.按权利要求1或2所述的原子芯片用原子束发生装置，其特征在于，所述第一磁铁(7)和第二磁铁(20)为永久磁铁或磁场线圈。

6.一种应用权利要求1所述的原子芯片用原子束发生装置进行产生原子束的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1).首先将真空室抽至真空度优于6×10^-8Pa；

2).加热真空室内的原子源(32)，打开阀门，原子蒸汽喷出，使真空室内形成饱和浓度的原子蒸汽；

3).采用三维磁光阱对热原子进行捕获和冷却，冷却到200μk以下，形成冷原子云团，同时利用光学泵浦激光(16)和再泵浦激光(1’、2’、13’、15’、18’、19’)将原子制备到最优弱场搜寻态上；

4).利用和原子束出射方向平行的电流方向相反的N根直导线组3形成管状磁阱，使原子团出射时受到磁阱的横向囚禁，不会横向膨胀而发散；安置在真空室外的垂直与纵向轴线的平行相对的第一磁铁(7)和第二磁铁(20)在纵向上形成均匀的磁场，使原子在运输过程中拉莫尔进动频率大于磁阱的捕获频率，保证原子的态不发生改变，实现绝热传输；

5).利用激光纵向辐射压力不平衡，将原子云团从1/4波片反射镜组(4)中心的小孔推出；利用与原子束相对的冷却激光(8)、再泵浦激光(8’)对原子束进行减速；

6).原子云团通过1/4波片反射镜组(4)的小孔后，采用镜面磁光阱对原子进行冷却并捕获到芯片表面(11)上，同时利用光学泵浦激光(10)和再泵浦激光(5’、8’、9’)对原子云团进行作用，将原子制备到最优弱场搜寻态上，形成高密度原子束。

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