JP2017183706A - 温度にわたって位置的に安定な磁気光学トラップのためのシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[0001] この出願は、2016年2月19日に提出された米国仮特許出願番号第62/297,547の利益を主張し、当該出願はこれによって参照として本明細書に組み込まれる。
[0002] レーザ冷却された原子に基づく原子センサは、商業的に著しく重要であり得る。例えば、それらは、GPS拒絶環境における計時及びナビゲーションに使用されることができる。これらの冷却原子センサの従来の設計は、レーザ源からの不可欠なレーザビームを、運動学的タイプ又は屈曲タイプの可動マウント上の個々のビームスプリッタとミラーを用いることによって方向付けする。そのようなマウント方式は、熱サイクル中にアライメントの漸動を生じさせやすく、また温度範囲にわたって引き起こされる大きな照準ドリフト(pointing drift)を有する場合もある。ある実装例において、可動ミラーマウントの固定部は、原子を収容している超高真空(UHV)チャンバの周囲の金属製足場によって保持され得る。この実装例では、その部材の足場を形作っている様々な材料に熱膨張係数(CTE)の不整合があると、支持アームが異なる量で収縮又は拡張するので、温度に対する照準ドリフトが生じる場合がある。もし光フィールドの偏光状態を作り出すために波長板などのバルクの遅延素子が使用されると、温度の変化は、波長板の厚さの変化とレーザビームが波長板を通過する角度の変化を引き起こし、レーザビームの偏光の変動をもたらし得る。これは、磁気光学トラップ(MOT)におけるUHVチャンバ内のトラップ原子の位置にシフトを生じさせる場合がある。更に、マイクロ波共振器でもある真空チャンバに基づく小型原子センサにおいては、トラップの位置の変化は、空間的な位相の不均一性に結合することによる長期的な周波数不安定性につながる場合がある。したがって、そのようなクロックに必要とされるレーザビームを制御する従来方法は、関連のある動作温度範囲にわたって安定な超小型のクロックには適していない。
[0024] 例1は、原子センサであって、少なくとも1つのレーザを生成するように構成された少なくとも1つのレーザ源と、前記少なくとも1つのレーザを方向付ける1又は複数の光学部品と、真空セルであって、前記1又は複数の光学部品は、前記少なくとも1つのレーザを前記真空セルの中へ方向付け、前記1又は複数の光学部品と前記真空セルは、一体に結合され、前記原子センサ内の部品は、同様の熱膨張係数を有した材料から作製される、真空セルと、を備える原子センサを含む。
Claims (3)
- 原子センサであって、
少なくとも1つのレーザ(106)を生成するように構成された少なくとも1つのレーザ源(102)と、
前記少なくとも1つのレーザ(106)を方向付ける1又は複数の光学部品と、
真空セル(310)であって、前記1又は複数の光学部品は、前記少なくとも1つのレーザを前記真空セル(310)の中へ方向付け、前記1又は複数の光学部品と前記真空セルは、一体に結合され、前記原子センサ内の部品は、同様の熱膨張係数を有した材料から作製される、真空セルと、
を備える原子センサ。 - 前記1又は複数の光学部品は、前記少なくとも1つのレーザを3本のレーザビームに分離して前記3本のレーザビームをプリズム(116)の中へ方向付け、前記プリズム(316)は、前記1又は複数の光学部品の一部であり、前記同様の熱膨張係数は、前記原子センサが温度の変化を経験した時に前記3本のレーザビームが同じ相対位置で交わることを確実にする、請求項1に記載の原子センサ。
- 原子センサを作製するための方法であって、
少なくとも1つのレーザ源を1又は複数の光学部品に対して位置合わせするステップと、
前記1又は複数の光学部品を真空セルに対して相互に位置合わせするステップと、
前記少なくとも1つのレーザ源を前記1又は複数の光学部品に結合するステップと、
前記1又は複数の光学部品を前記真空セルに結合するステップであって、前記原子センサの部品は、同様の熱膨張係数を有した材料から作製される、ステップと、
を含む方法。
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