KR101617297B1 - 2-dimensional magneto-optical trap generator - Google Patents

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KR101617297B1
KR101617297B1 KR1020140157375A KR20140157375A KR101617297B1 KR 101617297 B1 KR101617297 B1 KR 101617297B1 KR 1020140157375 A KR1020140157375 A KR 1020140157375A KR 20140157375 A KR20140157375 A KR 20140157375A KR 101617297 B1 KR101617297 B1 KR 101617297B1
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high vacuum
vacuum chamber
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임신혁
이창화
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국방과학연구소
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Abstract

The present invention relates to a 2-dimensional magneto-optical trap generating device. The device comprises: a high vacuum chamber which forms a high vacuum state therein; a reflective member which includes reflective surfaces which are arranged to be inclined with respect to each other, and is arranged in the high vacuum chamber; an atom source which is arranged inside the high vacuum chamber; a cooling laser which illuminates a laser beam toward the respective reflective surfaces to cool down atoms in four directions; a magnetic coil which generates an area where a magnitude of a magnetic field is zero in a linear shape at an inner center of the high vacuum chamber; and an optical axis aligning unit which includes a penetrating portion, through which an atomic beam penetrates, at one side of the reflective member and aligns optical axes of atomic beams with each other. According to the present invention, the number of lasers can be reduced and an atomic beam having a low terminal speed and a narrow speed distribution component can be generated.

Description

이차원 자기광포획 생성장치{2-DIMENSIONAL MAGNETO-OPTICAL TRAP GENERATOR}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a 2-DIMENSIONAL MAGNETO-OPTICAL TRAP GENERATOR,

본 발명은, 이차원 자기광포획 생성장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 레이저 개수를 줄일 수 있고 낮은 종속도와 좁은 속도분포성분을 갖는 원자빔을 생성할 수 있도록 한 이차원 자기광포획 생성장치에 관한 것이다.The present invention relates to a two-dimensional magnetic-flux capturing and generating apparatus, and more particularly, to a two-dimensional magnetic-flux capturing and generating apparatus capable of reducing the number of laser beams and generating an atomic beam having a low dependency rate and a narrow velocity distribution component will be.

도 1에 도시된 바와 같이, 이차원 자기광포획 생성장치(2-DIMENSIONAL MAGNETO-OPTICAL TRAP GENERATOR)는, 고진공 챔버(HIGH VACUUM CHAMBER)(10), 냉각레이저(COOLING LASER)(21,22,23,24), 푸쉬레이저(PUSHING LASER)(25), 감쇄레이저(RETARDING RASER)(26), 원자소스(31), 자기장 코일(40) 및 시준튜브(COLLIMATION TUBE)(50)를 구비하여 구성된다.1, the 2-DIMENSIONAL MAGNETO-OPTICAL TRAP GENERATOR includes a high vacuum chamber 10, a COOLING LASER 21, 22, 23, 24, a PUSHING LASER 25, a RETARDING RASER 26, an atomic source 31, a magnetic field coil 40, and a COLLIMATION TUBE 50.

상기 고진공 챔버(10)는 직육면체 형상으로 형성된다.The high vacuum chamber 10 is formed in a rectangular parallelepiped shape.

상기 고진공 챔버(10)의 내부는 진공펌프(이온 펌프 또는 게터 펌프)를 이용하여 고진공(예를 들면, 10-9 Torr) 상태로 유지된다.The inside of the high vacuum chamber 10 is maintained at a high vacuum (for example, 10 -9 Torr) by using a vacuum pump (ion pump or getter pump).

상기 고진공 챔버(10)는 내부로 레이저 빔이 조사될 수 있게 윈도우를 구비한다.The high vacuum chamber 10 has a window so that a laser beam can be irradiated therein.

상기 고진공 챔버(10)의 둘레에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 내부로 네방향(도면상 좌우방향(x방향) 및 상하방향(y방향)에서 레이저 빔을 조사할 수 있게 4개의 냉각레이저(cooling laser)(21,22,23,24)가 각각 구비된다.As shown in FIG. 2, four cooling lasers (not shown) are provided around the high vacuum chamber 10 so as to irradiate laser beams in four directions (the left and right direction (x direction) and the up and down direction cooling lasers 21, 22, 23 and 24, respectively.

상기 고진공 챔버(10)의 둘레에는 자기장 코일(40)이 마련된다.A magnetic field coil (40) is provided around the high vacuum chamber (10).

상기 자기장 코일(40)은 도면상 고진공 챔버(10)의 상측 및 하측에 각각 구비된다.The magnetic field coil 40 is provided on the upper side and the lower side of the high vacuum chamber 10, respectively.

상기 자기장 코일(40)은 상기 고진공 챔버(10)의 내부 중앙에 도면상 고진공 챔버(10)의 길이방향(z방향)으로 길게 자기장이 영(0, zero)인 영역을 형성한다.The magnetic field coil 40 forms an area having a zero magnetic field in the longitudinal direction (z direction) of the high vacuum chamber 10 in the center of the interior of the high vacuum chamber 10.

상기 고진공 챔버(10)의 일 측에는 냉각레이저(21,22,23,24) 및 자기장 코일(40)의 상호 작용에 의해 냉각 및 포획된 원자를 종방향(z축방향)으로 이송하는 푸쉬레이저(push laser)(25)가 마련된다.At one side of the high vacuum chamber 10, there is provided a push laser (hereinafter, referred to as " push laser ") for transporting atoms cooled and captured by the interaction of the cooling laser 21, 22, 23, 24 and the magnetic field coil 40 in the longitudinal direction a push laser 25 is provided.

상기 고진공 챔버(10)의 타 측에는 원자(원자빔)가 이동하는 통로를 형성하는 관통부(51)를 구비한 시준튜브(collimation tube)(50)가 구비된다.The other side of the high vacuum chamber 10 is provided with a collimation tube 50 having a penetration portion 51 for forming a path through which an atom (atomic beam) moves.

상기 시준튜브(50)의 일 단부에는 반사면(52)이 마련된다.A reflecting surface (52) is provided at one end of the collimating tube (50).

상기 고진공 챔버(10)의 외부에는 상기 시준튜브(50)의 반사면(52)을 향해 레이저(빔)을 조사하여 상기 푸쉬레이저(25)에 의해 이송되는 원자의 이동속도를 감쇄시키는 감쇄레이저(retarding laser)(26)가 구비된다.A laser beam is irradiated to the reflecting surface 52 of the collimating tube 50 to attenuate the moving speed of the atoms transferred by the push laser 25, retarding laser 26 is provided.

이러한 구성에 의하여, 상기 고진공 챔버(10)의 내부에 원자소스(31)가 삽입되면 원자는 멕스웰-볼츠만 속도 성분으로 진공 내부를 자유롭게 떠다닌다. 상기 자기장 코일(40)을 이용해서 자기장의 세기가 공간적으로 기울기를 갖도록 하고, 상기 네 개의 냉각레이저(21,22,23,24)를 고진공 챔버(10)의 내부로 조사하면 상기 고진공 챔버(10)의 진공 내부에서 떠다니던 원자는 속도 성분을 잃고 냉각된다.With this configuration, when the atomic source 31 is inserted into the high vacuum chamber 10, the atom freely floats inside the vacuum chamber with the Mckwell-Boltzmann velocity component. When the four cooling lasers 21, 22, 23, and 24 are irradiated to the inside of the high vacuum chamber 10 by using the magnetic field coil 40 to have a magnetic field intensity spatially inclined, ), The atoms floating in the vacuum lose the velocity component and are cooled.

횡방향(x축 및 y축)으로 냉각된 원자는 4개의 레이저(빔)가 겹치고 자기장의 세기가 0인 종방향(z축)을 따라 기다랗게 2차원 자기광포획(32)을 형성한다.The atoms cooled in the transverse direction (x axis and y axis) form a two-dimensional magnetic trapping 32 that is long along the longitudinal direction (z axis) where the four lasers (beams) overlap and the magnetic field strength is zero.

중앙으로 밀집된 원자(32)들은 상호 충돌로 인해 종방향(z방향)으로 추가적인 속도성분이 발생하여 냉각레이저(21,22,23,24)가 없는 방향으로 진행한다.The atoms 32 densely concentrated in the center generate additional velocity components in the longitudinal direction (z direction) due to mutual collision, and proceed in the direction in which the cooling lasers 21, 22, 23, and 24 are absent.

이때, 상기 고진공 챔버(10)의 내부로 상기 푸쉬레이저(25)를 통해 레이저 빔을 조사하면 냉각된 원자는 효율적으로 이송되어 높은 플럭스를 갖는 원자빔(atomic beam)을 형성한다.At this time, when a laser beam is irradiated through the push laser 25 into the high vacuum chamber 10, the cooled atoms are efficiently transferred to form an atomic beam having a high flux.

이러한 원자빔은, 도 3에 도시된 바와 같이, 종속도가 크고 속도분포성분이 넓기 때문에 원자빔을 이용한 실험에 활용이 곤란하다. 예를 들면, 원자빔을 이용한 원자간섭계 자이로스코프에서 원자빔의 속도분포성분이 넓으면 간섭신호의 신호대잡음비(signal to noise ratio)가 나빠져 측정정밀도가 저하된다.Such an atomic beam, as shown in FIG. 3, is difficult to be used in an experiment using an atomic beam because of its high dependency and its wide velocity distribution component. For example, in an atomic beam gyroscope, if the velocity distribution component of the atomic beam is wide, the signal to noise ratio of the interference signal is deteriorated and the measurement accuracy is degraded.

한편, 상기 고진공 챔버(10)의 내부에는 상기 감쇄레이저(26)로부터 조사된 레이저빔이 상기 시준튜브(50)의 반사면(52)에 의해 종방향(z축방향)으로 반사된다. 이에 의해, 상기 푸쉬레이저(25)에 의해 밀려나오는 원자(32)들의 속도를 지연시킴으로써, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 시준튜브(50)의 관통부(51)를 통과한 원자빔(33)의 종속도를 저하시킴과 아울러 속도분포성분을 감소시킬 수 있다.The laser beam irradiated from the attenuating laser 26 is reflected in the longitudinal direction (z-axis direction) by the reflecting surface 52 of the collimating tube 50 in the high vacuum chamber 10. As a result, the velocity of the atoms 32 pushed out by the push laser 25 is delayed, so that an atomic beam 33 (see FIG. 4), which has passed through the penetration portion 51 of the collimation tube 50, ) And the velocity distribution component can be reduced.

그런데, 이러한 종래의 2차원 자기광포획 생성장치에 있어서는, 원자의 냉각을 위해 고진공 챔버(10)의 둘레에 4개의 냉각레이저(21,22,23,24)를 배치하도록 되어 있어, 구조가 복잡하고 공간적으로 정밀한 작업이 요구된다고 하는 문제점이 있다.However, in such a conventional two-dimensional magnetic trapping and generating apparatus, four cooling lasers 21, 22, 23 and 24 are arranged around the high vacuum chamber 10 for atom cooling, And there is a problem in that a precise work is required in terms of space.

또한, 원자빔의 플럭스를 높이기 위해 높은 파워의 냉각레이저(21,22,23,24)가 요구된다.Further, high-power cooling lasers 21, 22, 23, and 24 are required to increase the flux of the atomic beam.

1. Saptarishi Chaudhuri, et al., "Realization of an intense cold Rb atomic beam based on a two-dimensional magneto-optical trap: Experiments and comparison with simulations," Physical Review A, 74(2006)1. Physical Review A, 74 (2006), "Experiments and comparison with simulations," Saptarishi Chaudhuri, et al., "Realization of an intense cold Rb atomic beam based on a two- 2. K. Dieckmann, et al., "Two-dimensional magneto-optical trap as a source of slow atoms," Physical Review A, 53(1998)2. K. Dieckmann, et al., "Two-dimensional magneto-optical trap as a source of slow atoms," Physical Review A, 53 (1998)

따라서, 본 발명은, 레이저 개수를 줄일 수 있고 낮은 종속도와 좁은 속도분포성분을 갖는 원자빔을 생성할 수 있는 이차원 자기광포획 생성장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Therefore, it is an object of the present invention to provide a two-dimensional magnetic light capturing and generating device capable of reducing the number of laser beams and generating an atomic beam having a low dependency rate and a narrow velocity distribution component.

또한, 본 발명은, 단일광선을 이용하여 낮은 종속도와 좁은 속도분포성분을 갖는 원자빔을 생성할 수 있는 이차원 자기광포획 생성장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a two-dimensional magnetic light capturing and generating apparatus capable of generating an atomic beam having a low dependency rate and a narrow velocity distribution component by using a single ray.

본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 내부에 고진공을 형성하는 고진공 챔버; 상기 고진공챔버의 제1축(y축)방향에 대해 각각 경사지고, 서로 반사가능하게 배치된 한 쌍의 반사면을 구비하여 상기 제1축방향으로 입사된 레이저 빔을 상기 제1축방향에 직각인 제2축(x축)방향으로 각각 반사할 수 있게 상기 고진공 챔버의 내부에 구비되는 반사부재; 상기 고진공 챔버의 내부에 구비되는 원자소스; 상기 각 반사면을 향해 레이저 빔을 조사하여 상기 제1축방향을 따른 왕복방향 및 상기 제2축방향을 따른 왕복방향을 포함한 네 방향에서 원자를 냉각시키는 냉각레이저; 상기 고진공 챔버의 내부 상기 반사부재의 상측 중앙에 자기장이 영(0)인 영역이 상기 제1축방향 및 상기 제2축방향에 대해 각각 직각인 제3축(z축)방향을 따라 선형으로 형성되게 하는 자기장 코일; 및 상기 반사부재의 일 측에 구비되고, 상기 제3축방향을 따라 원자빔이 통과하는 관통부를 구비하여 상기 원자빔의 광축을 정렬하는 광축정렬부;를 포함하는 이차원 자기광포획 생성장치를 제공한다.In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a high vacuum chamber in which a high vacuum is formed; And a pair of reflection surfaces that are inclined with respect to a direction of a first axis (y axis) of the high vacuum chamber and are arranged so as to be able to reflect each other, wherein the laser beam incident in the first axis direction is perpendicular to the first axis direction A reflective member provided inside the high vacuum chamber so as to be able to respectively reflect in a second axis (x-axis) direction; An atomic source disposed inside the high vacuum chamber; A cooling laser for radiating a laser beam toward the respective reflection surfaces to cool atoms in four directions including a reciprocating direction along the first axis direction and a reciprocating direction along the second axis direction; A region having a zero magnetic field is linearly formed along a third axis (z axis) direction orthogonal to the first axis direction and the second axis direction at the center of the upper side of the reflection member inside the high vacuum chamber A magnetic field coil to make the magnetic field coil; And an optical axis alignment unit provided on one side of the reflection member and having a penetration portion through which the atomic beam passes along the third axis direction to align the optical axis of the atomic beam. do.

여기서, 상기 냉각레이저는 상기 반사부재의 반사면에 상기 관통부측으로 접근되게 입사각이 조절되어 레이저 빔을 조사하여 원자를 냉각 및 포획함과 아울러 냉각 및 포획된 원자를 상기 관통부측으로 이송시키게 구성될 수 있다.Here, the cooling laser is configured such that an incident angle is adjusted so that the laser beam approaches the reflecting surface of the reflecting member so as to approach the penetrating portion, thereby cooling and capturing atoms and transferring atoms cooled and trapped to the penetrating portion side .

또한, 상기 관통부의 대향측에 배치되어 상기 냉각레이저, 상기 자기장 코일 및 상기 반사부재의 상호 작용에 의해 냉각 및 포획된 원자를 상기 관통부측으로 이송시키는 푸쉬레이저;를 더 포함하여 구성될 수도 있다.And a push laser disposed on the opposite side of the penetrating portion and transferring atoms cooled and trapped by the interaction of the cooling laser, the magnetic field coil and the reflecting member toward the penetrating portion.

상기 광축정렬부는 상기 광축정렬부를 향해 입사되는 레이저 빔을 상기 관통부에서 멀어지는 방향으로 반사하여 상기 관통부측으로 이송되는 원자의 속도를 감쇄시킬 수 있게 반사면을 구비하여 구성될 수 있다.The optical axis aligning unit may be configured to reflect the laser beam incident on the optical axis aligning unit in a direction away from the penetrating unit to attenuate the speed of the atoms transferred to the penetrating unit.

상기 광축정렬부는 중앙에 상기 관통부가 형성되고 상기 고진공 챔버의 폭방향으로 연장된 시준블록;을 포함하여 구성될 수 있다.The optical axis aligning unit may include a collimating block having the penetrating portion formed at the center thereof and extending in the width direction of the high vacuum chamber.

상기 냉각레이저는 레이저 빔의 일 부를 상기 시준블록의 반사면으로 조사할 수 있게 형성될 수 있다.The cooling laser may be configured to irradiate a portion of the laser beam to the reflective surface of the collimation block.

또한, 상기 광축정렬부는 중앙에 상기 관통부가 형성되고 내측 단부에 상기 반사면이 구비되는 시준튜브;를 포함하여 구성될 수 있다.The optical axis aligning unit may include a collimating tube having the penetrating portion at the center thereof and the reflecting surface at an inner end thereof.

상기 시준튜브의 반사면에 레이저 빔을 조사하는 감쇄레이저;를 더 포함하여 구성될 수도 있다.And a laser for irradiating a laser beam onto the reflecting surface of the collimating tube.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 고진공 챔버의 일 측에서 레이저를 조사하고 조사된 레이저를 거의 직각으로 반사시킴으로써, 원자의 냉각을 위해 조사되는 레이저의 개수를 현저하게 저감할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, by irradiating a laser at one side of the high vacuum chamber and reflecting the irradiated laser at almost right angles, the number of irradiated laser beams for cooling the atoms is remarkably reduced .

또한, 냉각레이저의 입사각을 조절하여 원자를 z축방향으로 이송시킬 수 있도록 함으로써 푸쉬레이저의 사용을 배제할 수 있다.Further, by controlling the angle of incidence of the cooling laser, atoms can be transported in the z-axis direction, so that the use of a push laser can be eliminated.

또한, 냉각레이저의 일부를 시준블록의 반사면에 조사되게 하여 z축방향으로 이송되는 원자의 이동속도를 감쇄시킬 수 있도록 함으로써 감쇄레이저의 사용을 배제할 수 있다.Further, by allowing a part of the cooling laser to be irradiated on the reflection surface of the collimation block, the movement speed of the atoms transferred in the z-axis direction can be attenuated, so that the use of the attenuation laser can be excluded.

또한, 고진공 챔버의 일 측에서 고진공 챔버의 내부로 레이저 빔을 조사하고 조사된 레이저빔이 거의 직각으로 반사되도록 하되, 레이저빔의 입사각을 원자를 z축방향으로 이송할 수 있게 조절하고 아울러 레이저빔의 일부가 z축방향으로 이송되는 원자의 이송속도를 감쇄시키는 방향으로 반사되도록 함으로써, 단일광선을 이용한 이차원 자기광포획 생성장치가 제공된다.In addition, a laser beam is irradiated from one side of the high vacuum chamber to the inside of the high vacuum chamber so that the irradiated laser beam is reflected at almost right angles, and the incident angle of the laser beam is adjusted so that the atoms can be transferred in the z axis direction, Is reflected in a direction to attenuate the transfer rate of atoms transported in the z-axis direction, whereby a two-dimensional magnetic-flux capturing and generating device using a single ray is provided.

도 1은 종래의 이차원 자기광포획 생성장치를 설명하기 위한 모식도,
도 2는 도 1의 냉각레이저의 조사를 설명하기 위한 도면,
도 3은 도 1의 이차원 자기광포획 생성장치의 시준튜브측으로 이송되는 원자빔의 속도분포성분을 도시한 도면,
도 4는 도 1의 관통부를 통과하는 원자빔의 속도분포성분을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차원 자기광포획 생성장치의 사시도,
도 6은 도 5의 이차원 자기광포획 생성장치의 작용을 설명하기 위한 도면,
도 7은 도 5의 반사부재의 작용을 설명하기 위한 도면,
도 8 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차원 자기광포획 생성장치의 사시도,
도 9는 도 8의 냉각레이저의 입사각(θ)을 설명하기 위한 도면,
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차원 자기광포획 생성장치의 사시도,
도 11은 도 10의 냉각레이저의 입사 및 반사 작용을 설명하기 위한 도면이다.1 is a schematic view for explaining a conventional two-dimensional magnetic-flux capturing and generating apparatus,
2 is a view for explaining the irradiation of the cooling laser in Fig. 1,
FIG. 3 is a view showing a velocity distribution component of an atomic beam transmitted to the collimating tube side of the two-dimensional magnetic-flux capturing and generating device of FIG. 1;
FIG. 4 is a view showing a velocity distribution component of an atomic beam passing through the penetration portion of FIG. 1;
FIG. 5 is a perspective view of a two-dimensional magnetic-flux capturing and generating apparatus according to an embodiment of the present invention,
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the two-dimensional magnetic-flux capturing and generating apparatus of FIG. 5,
FIG. 7 is a view for explaining the operation of the reflection member of FIG. 5,
8 is a perspective view of a two-dimensional magnetic-flux capturing and generating apparatus according to another embodiment of the present invention,
Fig. 9 is a view for explaining the incidence angle? Of the cooling laser in Fig. 8,
10 is a perspective view of a two-dimensional magnetic-flux capturing and generating apparatus according to another embodiment of the present invention,
11 is a view for explaining the incidence and reflection action of the cooling laser in Fig.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차원 자기광포획 생성장치는, 내부에 고진공을 형성하는 고진공 챔버(110); 서로 경사지게 배치된 반사면(132)을 구비하여 상기 고진공 챔버(110)에 구비되는 반사부재(130); 상기 고진공 챔버(110)의 내부에 구비되는 원자소스(140); 상기 각 반사면(132)을 향해 레이저 빔을 조사하여 네 방향에서 원자를 냉각시키는 냉각레이저(151); 상기 고진공 챔버(110)의 내부 중앙에 자기장이 영(0)인 영역이 선형으로 형성되게 하는 자기장 코일(180); 및 상기 반사부재(130)의 일 측에 원자빔이 통과하는 관통부(192)를 구비하여 상기 원자빔의 광축을 정렬하는 광축정렬부(190);를 구비하여 구성될 수 있다.As shown in FIGS. 5 and 6, the two-dimensional magnetic trapping and generating apparatus according to an embodiment of the present invention includes a high vacuum chamber 110 for forming a high vacuum therein; A reflective member (130) provided in the high vacuum chamber (110) with a reflective surface (132) arranged obliquely to each other; An atomic source 140 disposed inside the high vacuum chamber 110; A cooling laser 151 for radiating a laser beam toward each of the reflection surfaces 132 to cool the atoms in four directions; A magnetic field coil 180 for linearly forming a region having a magnetic field of zero at the center of the interior of the high vacuum chamber 110; And an optical axis aligning part 190 having a penetrating part 192 through which an atomic beam passes at one side of the reflecting member 130 to align the optical axis of the atomic beam.

상기 고진공 챔버(110)는, 예를 들면, 직육면체 형상을 구비하여 구성될 수 있다.The high vacuum chamber 110 may have a rectangular parallelepiped shape, for example.

상기 고진공 챔버(110)는 금속 또는 소위 제로더(Zerodur)라고 하는 유리세라믹으로 구성될 수 있다.The high vacuum chamber 110 may be composed of a glass or a ceramic such as a so-called Zerodur.

상기 고진공 챔버(110)의 내부는 도시 않은 진공펌프(이온펌프 또는 게터펌프)에 의해 10-9 Torr 이하의 고진공 상태로 되며, 이 고진공 상태가 계속 유지될 수 있게 구성될 수 있다.The inside of the high vacuum chamber 110 is put into a high vacuum state of 10 -9 Torr or less by a vacuum pump (ion pump or getter pump) not shown, and the high vacuum chamber 110 can be configured to be maintained in such a high vacuum state.

상기 고진공 챔버(110)는, 프레임(111)과, 상기 프레임(111)에 구비되는 투광성의 윈도우(115)를 구비하여 구성될 수 있다.The high vacuum chamber 110 may include a frame 111 and a window 115 that is made of a translucent material and is provided on the frame 111.

상기 프레임(111)은, 예를 들면, 직육면체로 형성될 수 있다.The frame 111 may be, for example, a rectangular parallelepiped.

상기 프레임(111)에는 복수의 개구(113)가 형성될 수 있다.A plurality of openings 113 may be formed in the frame 111.

상기 프레임(111)의 각 개구(113)에는 윈도우(115)가 각각 장착될 수 있다.A window 115 may be mounted on each opening 113 of the frame 111.

상기 윈도우(115)는, 예를 들면, 인듐실링(indium sealing) 또는 옵티컬 컨택팅(optical contacting) 등의 방법으로 상기 프레임(111)에 장착될 수 있다.The window 115 may be mounted to the frame 111 by, for example, indium sealing or optical contacting.

상기 고진공 챔버(110)의 내부에는 원자소스(140)(source)가 삽입될 수 있다. An atomic source 140 may be inserted into the high vacuum chamber 110.

상기 고진공 챔버(110)의 일 측에는 상기 고진공 챔버(110)의 내부로 레이저 빔을 조사할 수 있게 냉각레이저(151)가 구비될 수 있다.A cooling laser 151 may be provided on one side of the high vacuum chamber 110 to irradiate a laser beam into the high vacuum chamber 110.

여기서, 상기 냉각레이저(151)는 우원 편광 또는 좌원 편광될 수 있다.Here, the cooling laser 151 may be right circularly polarized light or left circularly polarized light.

한편, 상기 고진공 챔버(110)의 내부에는 반사부재(130)가 구비될 수 있다.Meanwhile, a reflective member 130 may be provided inside the high vacuum chamber 110.

상기 반사부재(130)는 서로 경사지게 배치된 반사면(132)을 구비할 수 있다.The reflective member 130 may include a reflective surface 132 disposed at an angle with respect to the reflective surface.

상기 반사부재(130)는, 예를 들면, 서로 "V" 형상으로 배치된 반사면(132)을 구비게 구성될 수 있다.The reflecting member 130 may be configured to have, for example, a reflecting surface 132 arranged in a "V" shape with respect to each other.

상기 반사부재(130)는, 예를 들면, 직육면체 형상의 블록의 상면을 "V"형상으로 절취(cutting)하고 "V"형상의 내면에 반사면(레이저반사면)(132)을 형성하여 구성될 수 있다.The reflective member 130 is formed by, for example, cutting a top surface of a rectangular parallelepiped block into a "V" shape and forming a reflecting surface (laser reflecting surface) 132 on the inner surface of the "V" .

여기서, 상기 반사부재(130)의 반사면(132)의 반사코팅 정도는 원자빔의 성능에 따라 조절될 수 있다.Here, the reflection coating degree of the reflection surface 132 of the reflection member 130 can be adjusted according to the performance of the atomic beam.

또한, 상기 반사부재(130)는 도면에는 구체적으로 도시하지 아니하였으나, 반사면을 각각 구비한 미러(mirror, 거울(레이저거울))들을 서로 "V"형상으로 배치하여 구성될 수도 있다.The reflecting member 130 may be configured by arranging mirrors (mirrors (laser mirrors)) each having a reflecting surface in a "V" shape, though they are not specifically shown in the drawings.

상기 반사부재(130)는, 예를 들면, 상기 고진공 챔버(110)의 내부에 상기 반사면(132)이 레이저 빔의 조사방향에 대해 각각 45도의 기울기를 가지고 경사지게 배치될 수 있다.The reflective member 130 may be disposed such that the reflective surface 132 is inclined at an inclination of 45 degrees with respect to the irradiation direction of the laser beam, for example, in the high vacuum chamber 110.

보다 구체적으로 예를 들면, 상기 반사부재(130)는 상기 고진공 챔버(110)의 수직방향 또는 상하방향(y축방향)에 대해 각각 45도의 기울기를 가지는 반사면(132)을 구비하게 구성될 수 있다.More specifically, for example, the reflecting member 130 may be configured to have a reflecting surface 132 having a slope of 45 degrees with respect to the vertical direction or the vertical direction (y-axis direction) of the high vacuum chamber 110 have.

상기 반사부재(130)의 각 반사면(132)은 해당 반사면(132)에 수직방향(y축방향)으로 입사된 레이저 빔을 각각 수평방향(x축방향)으로 각각 반사할 수 있다.Each of the reflective surfaces 132 of the reflective member 130 can reflect the laser beam incident in the vertical direction (y-axis direction) to the reflective surface 132 in the horizontal direction (x-axis direction).

상기 프레임(111)의 일 측에는 상기 반사부재(130)의 각 반사면(132)을 향해 레이저 빔을 조사하는 냉각레이저(151)가 구비될 수 있다.A cooling laser 151 for irradiating a laser beam toward each reflection surface 132 of the reflection member 130 may be provided on one side of the frame 111. [

본 실시예에서, 상기 반사부재(130)의 반사면(132)이 도면 상 상측을 향하게 상기 고진공 챔버(110)의 내부에 배치되므로, 상기 냉각레이저(151)는 상기 고진공 챔버(110)의 상측에 구비된 경우를 예시하고 있다.Since the reflecting surface 130 of the reflecting member 130 is disposed inside the high vacuum chamber 110 with the upper side of the drawing facing upward, the cooling laser 151 is positioned above the high vacuum chamber 110 As shown in Fig.

이러한 구성에 의하면, 상기 반사부재(130)는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 2개의 반사면(132)이 상하방향(y축방향, 보다 구체적으로 도 7을 기준으로 -y축방향)으로 조사된 레이저 빔을 각각 수평방향(x축방향 및 -x축방향) 및 상하방향(y축방향)으로 각각 반사함으로써, 원자(142)의 4방향, 즉 원자(142)의 상측에서 하측으로 향하는 방향(-y축방향), 원자(142)의 좌측에서 우측으로 향하는 방향(x축방향), 원자(142)의 우측에서 좌측으로 향하는 방향(-x축방향) 및 원자(142)의 하측에서 상측으로 향하는 방향(y축방향)에서 원자(142)를 각각 냉각할 수 있다.6 and 7, the two reflecting surfaces 132 are arranged in the vertical direction (the y-axis direction, more specifically, the y-axis direction with reference to Fig. 7) Axis direction and the up-and-down direction (y-axis direction), respectively, in the four directions of the atoms 142, that is, on the upper side of the atoms 142 (-X-axis direction) and the atoms 142 are directed from the right to the left side (-x axis direction), the direction from the left to the right (x axis direction) It is possible to cool the atoms 142 in the direction from the lower side to the upper side (y-axis direction).

상기 고진공 챔버(110)의 외부에는 상기 고진공 챔버(110)의 내부에 공간적으로 자기장이 영(0,zero)인 영역이 형성되게 하는 자기장 코일(180)이 구비될 수 있다.A magnetic field coil 180 may be provided on the outer side of the high vacuum chamber 110 to form a region having a zero magnetic field spatially inside the high vacuum chamber 110.

상기 자기장 코일(180)은, 예를 들면, 상기 고진공 챔버(110)를 사이에 두고 서로 대향되게 배치될 수 있다.The magnetic field coil 180 may be arranged to be opposed to each other with the high vacuum chamber 110 interposed therebetween, for example.

보다 구체적으로 예를 들면, 본 실시예에서 상기 자기장 코일(180)은 상기 고진공 챔버(110)의 상측 및 하측에 각각 구비될 수 있다.More specifically, for example, in the present embodiment, the magnetic field coil 180 may be provided on the upper side and the lower side of the high vacuum chamber 110, respectively.

상기 자기장 코일(180)은, 전원 인가시 상기 고진공 챔버(110)의 내부에 공간적으로 자기장이 0인 영역이 상기 고진공 챔버(110)의 길이방향(z축방향)으로 길게 형성될 수 있게 구성될 수 있다.The magnetic field coil 180 is configured such that when the power is applied, a region having a zero magnetic field spatially inside the high vacuum chamber 110 is formed to be long in the longitudinal direction (z axis direction) of the high vacuum chamber 110 .

여기서, 상기 반사부재(130)에 의해 레이저 빔이 반사되어 겹치는 부분과 자기장이 공간적으로 0인 지점이 일치할 경우 원자의 냉각 및 포획이 효율적으로 이루어질 수 있다.Here, cooling and trapping of atoms can be efficiently performed when a portion where the laser beam is reflected and overlapped by the reflecting member 130 coincides with a spatially zero point of the magnetic field.

한편, 상기 반사부재(130)는, 상기 고진공 챔버(110)의 길이에 비해 축소된 길이를 구비하게 형성될 수 있다.Meanwhile, the reflective member 130 may have a reduced length compared to the length of the high vacuum chamber 110.

상기 반사부재(130)의 일 측, 보다 구체적으로 상기 고진공 챔버(110)의 길이방향(z축방향)을 따라 상기 반사부재(130)의 일 측에는 원자빔이 통과하는 관통부(192)를 구비한 광축정렬부(190)가 구비될 수 있다.At one side of the reflecting member 130, more specifically at a side of the reflecting member 130 along the longitudinal direction (z-axis direction) of the high vacuum chamber 110, a penetrating portion 192 through which an atomic beam passes is provided An optical axis alignment unit 190 may be provided.

여기서, 상기 고진공 챔버(110)에는 상기 관통부(192)와 연통되게 관통된 관통공(117)이 형성될 수 있다.Here, the high vacuum chamber 110 may be formed with a through hole 117 which communicates with the penetration portion 192.

상기 관통공(117)은, 예를 들면, 상기 고진공 챔버(110)의 길이방향을 따라 일 측 단부에 형성될 수 있다.The through-hole 117 may be formed at one end along the longitudinal direction of the high vacuum chamber 110, for example.

본 실시예에서 상기 관통부(192)의 외측(고진공 챔버(110)의 외측)에는 다른 장치의 블록(미도시)이 연결되며, 이에 의해 상기 고진공 챔버(110)의 내부는 고진공이 유지될 수 있다.In this embodiment, a block (not shown) of another device is connected to the outside of the penetrating portion 192 (outside the high vacuum chamber 110), so that a high vacuum can be maintained inside the high vacuum chamber 110 have.

상기 광축정렬부(190)는, 예를 들면, 블록형상을 구비한 시준블록(collimation block)(190)으로 구성될 수 있다.The optical axis alignment unit 190 may include a collimation block 190 having a block shape, for example.

상기 시준블록(190)의 일 측에는 상기 고진공 챔버(110)의 길이방향(z축방향)으로 레이저 빔을 반사하는 반사면(193)이 구비될 수 있다.A reflective surface 193 for reflecting the laser beam in the longitudinal direction (z-axis direction) of the high vacuum chamber 110 may be provided on one side of the collimation block 190.

상기 시준블록(190)의 중앙에는 상기 관통부(192)가 형성될 수 있다.The penetrating portion 192 may be formed at the center of the collimating block 190.

상기 시준블록(190)은 상기 냉각레이저(151) 및 반사부재(130)의 상호 작용에 의해 냉각 및 포획된 원자(142)가 상기 관통부(192)를 통해 유출될 수 있게 상기 고진공 챔버(110)의 내부 상기 반사부재(130)의 일 측에 구비될 수 있다.The collimating block 190 is disposed in the high vacuum chamber 110 so that the atoms 142 cooled and trapped by the interaction of the cooling laser 151 and the reflecting member 130 can flow out through the penetrating portion 192. [ (Not shown) may be provided on one side of the reflective member 130.

한편, 상기 반사부재(130)의 타 측에는 냉각 및 포획된 원자를 상기 관통부(192)측으로 이송시키는 푸쉬레이저(160)가 구비될 수 있다.Meanwhile, a push laser 160 may be provided on the other side of the reflective member 130 to transport cooled and trapped atoms toward the penetrating portion 192.

상기 고진공 챔버(110)에는 상기 푸쉬레이저(160)의 레이저빔이 상기 고진공 챔버(110)의 내부로 조사될 수 있게 윈도우가 구비될 수 있다.A window may be provided in the high vacuum chamber 110 so that the laser beam of the push laser 160 can be irradiated into the high vacuum chamber 110.

상기 시준블록(190)의 일 측에는 상기 시준블록(190)의 반사면(193)을 향해 레이저 빔을 조사하는 감쇄레이저(170)가 구비될 수 있다.A laser beam 170 may be provided on one side of the collimating block 190 to irradiate a laser beam toward the reflecting surface 193 of the collimating block 190.

상기 감쇄레이저(170)는, 상기 시준블록(190)의 반사면(193)에 레이저 빔을 조사하여 z축방향으로 반사되도록 함으로써, 상기 푸쉬레이저(160)에 의해 상기 관통부(192)측으로 밀려 이동되는 원자의 이송속도를 감쇄시켜 상기 시준블록(190)의 관통부(192)를 통과한 원자빔(193)의 종속도가 느리고 좁은 속도성분분포를 가지게 할 수 있다.The damping laser 170 is pushed toward the penetrating portion 192 by the push laser 160 by irradiating the laser beam to the reflecting surface 193 of the collimating block 190 so as to be reflected in the z axis direction The atomic beam 193 passing through the penetrating portion 192 of the collimating block 190 may have a slow and narrow velocity component distribution.

이러한 구성에 의하여, 상기 자기장 코일(180)에 전원이 인가되면 상기 고진공 챔버(110)의 내부 중앙에 자기장이 0인 지점이 기다랗게 나타나고, 상기 고진공 챔버(110)의 내부로 조사된 냉각레이저(151)와 겹치는 부분에서 원자는 냉각 및 포획된다.When the power is applied to the magnetic field coil 180, the zero point of the magnetic field appears at the center of the inside of the high vacuum chamber 110, and the cooling laser irradiated into the high vacuum chamber 110 151), the atoms are cooled and trapped.

냉각 및 포획된 원자(142)는 상기 푸쉬레이저(160)에 의해 상기 관통부(192)측으로 이동되고, 이때, 상기 감쇄레이저(170)에서 조사되고 상기 시준블록(190)의 반사면(193)에 의해 반사된 레이저 빔에 의해 상기 관통부(192)측으로 이송되는 원자(142)의 이송속도가 감쇄될 수 있다.The cooled and trapped atoms 142 are moved toward the penetration portion 192 by the push laser 160 and irradiated from the laser 170 to the reflection surface 193 of the collimation block 190. At this time, The conveying speed of the atoms 142 conveyed toward the penetrating portion 192 can be attenuated by the laser beam reflected by the laser beam.

이송속도가 감쇄된 원자빔(143)은 상기 관통부(192)를 통해 상기 고진공 챔버(110)의 외부로 유출될 수 있다.The attenuated atomic beam 143 may flow out of the high vacuum chamber 110 through the penetration portion 192.

여기서, 상기 고진공 챔버(110)의 외부로 유출된 원자빔(143)은, 예를 들면, 삼차원 자기광포획 또는 원자간섭계 실험에 활용될 수 있다.Here, the atomic beam 143 that has flowed out of the high vacuum chamber 110 can be utilized, for example, in a three-dimensional magnetic trapping or atomic interferometer experiment.

이하, 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 8 and 9. Fig.

전술 및 도시한 실시예와 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도면 설명의 편의상 도시를 생략하고 동일한 참조부호를 인용하여 설명할 수 있다. 또한, 일부 구성에 대한 구체적인 설명은 생략될 수 있다.The same or equivalent parts to those of the above-described embodiment and the drawings are not shown in the drawings for the sake of convenience of explanation, and the same reference numerals can be used to describe them. In addition, a detailed description of some configurations may be omitted.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차원 자기광포획 생성장치는, 내부에 고진공을 형성하는 고진공 챔버(110); 서로 경사지게 배치된 반사면(132)을 구비하여 상기 고진공 챔버(110)의 내부에 구비되는 반사부재(130); 상기 고진공 챔버(110)의 내부에 구비되는 원자소스(140); 상기 각 반사면(132)을 향해 레이저 빔을 조사하여 네 방향에서 원자를 냉각시키는 냉각레이저(152); 상기 고진공 챔버(110)의 내부 중앙에 선형으로 자기장이 영(0)인 영역이 선형으로 형성되게 하는 자기장 코일(180); 및 상기 반사부재(130)의 일 측에 원자빔이 통과하는 관통부(212)를 구비하여 상기 원자빔(143)의 광축을 정렬하는 광축정렬부(210);를 구비하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 8, a two-dimensional magnetic-flux capturing and generating apparatus according to another embodiment of the present invention includes a high-vacuum chamber 110 for forming a high vacuum therein; A reflective member (130) provided inside the high vacuum chamber (110) with a reflective surface (132) arranged obliquely to each other; An atomic source 140 disposed inside the high vacuum chamber 110; A cooling laser 152 for radiating a laser beam toward each of the reflection surfaces 132 to cool the atoms in four directions; A magnetic field coil (180) linearly forming an area having a magnetic field of zero in the center of the interior of the high vacuum chamber (110); And an optical axis alignment unit 210 having a penetration part 212 through which an atomic beam passes at one side of the reflective member 130 to align the optical axis of the atomic beam 143. [

상기 고진공 챔버(110)는, 프레임(111)과, 복수의 윈도우(115)를 구비하여 구성될 수 있다.The high vacuum chamber 110 may include a frame 111 and a plurality of windows 115.

상기 고진공 챔버(110)의 내부에는, 반사부재(130) 및 원자소스(140)가 구비될 수 있다.Inside the high vacuum chamber 110, a reflective member 130 and an atomic source 140 may be provided.

상기 고진공 챔버(110)의 일 측에는 상기 반사부재(130)의 반사면(132)을 향해 레이저 빔을 조사하는 냉각레이저(152)가 구비될 수 있다.A cooling laser 152 for irradiating a laser beam toward the reflecting surface 132 of the reflecting member 130 may be provided on one side of the high vacuum chamber 110.

상기 냉각레이저(152)는, 예를 들면, 상기 고진공 챔버(110)의 상측에 구비될 수 있다.The cooling laser 152 may be provided on the upper side of the high vacuum chamber 110, for example.

한편, 상기 광축정렬부(210)는, 중앙에 관통부(212)가 형성된 시준튜브(210)로 구성될 수 있다.The optical axis aligning unit 210 may include a collimating tube 210 having a penetrating portion 212 formed at the center thereof.

상기 시준튜브(210)의 일 단부에는 레이저 빔을 상기 고진공 챔버(110)의 길이방향(z축방향)으로 반사할 수 있게 반사면(213)이 구비될 수 있다.A reflecting surface 213 may be provided at one end of the collimating tube 210 to reflect the laser beam in the longitudinal direction (z-axis direction) of the high vacuum chamber 110.

상기 고진공 챔버(110)의 일 측에는 상기 시준튜브(210)의 반사면(213)을 향해 레이저 빔을 조사하는 감쇄레이저(170)가 구비될 수 있다.A laser beam 170 may be provided on one side of the high vacuum chamber 110 to irradiate a laser beam toward the reflecting surface 213 of the collimating tube 210.

보다 구체적으로, 상기 시준튜브(210)의 반사면(213)은 상기 고진공 챔버(110)의 일 측면부 (예를 들면, 고진공 챔버(110)의 좌 측면부(121))를 향해 배치될 수 있다.More specifically, the reflecting surface 213 of the collimating tube 210 may be disposed toward one side portion of the high vacuum chamber 110 (for example, the left side portion 121 of the high vacuum chamber 110).

상기 고진공 챔버(110)의 일 측면부(121)에는 상기 감쇄레이저(170)에서 조사된 레이저 빔이 내부로 투과(투광)될 수 측면 윈도우(125)가 구비될 수 있다.A side window 125 may be provided on one side surface 121 of the high vacuum chamber 110 so that the laser beam irradiated by the laser beam 170 can be transmitted (projected) to the inside.

본 실시예에서, 상기 감쇄레이저(170)가 상기 고진공 챔버(110)의 일 측면부(121)에 구비된 경우를 예시하고 있으나, 상기 시준튜브(210)의 반사면(213)이 상측을 향하게 배치하고 상기 감쇄레이저(170)는 상기 고진공 챔버(110)의 상측에 구비되게 구성될 수 있다.In this embodiment, the damping laser 170 is provided on one side 121 of the high vacuum chamber 110. However, when the reflecting surface 213 of the collimating tube 210 is arranged to face upward And the attenuation laser 170 may be provided on the upper side of the high vacuum chamber 110.

이 경우, 상기 고진공 챔버(110)의 상부에 형성된 윈도우(115)를 냉각레이저(152)와 감쇄레이저(170)가 공통으로 사용하게 되므로 상기 고진공 챔버(110)의 측면부(121)에는 감쇄레이저(170)의 조사를 위한 측면 윈도우(125)의 형성이 배제될 수도 있다.In this case, since the window 115 formed on the upper portion of the high vacuum chamber 110 is commonly used by the cooling laser 152 and the attenuating laser 170, a side portion 121 of the high vacuum chamber 110 is provided with a damping laser 170 may be excluded from forming the side window 125 for irradiation.

한편, 상기 냉각레이저(152)는, 상기 반사부재(130)의 반사면(132)에 상기 관통부(212)측을 향하게 입사각이 조절되어 레이저 빔을 조사하여 원자를 냉각 및 포획함과 아울러 냉각 및 포획된 원자를 상기 관통부(212)측으로 이송시킬 수 있게 구성될 수 있다.The laser beam is irradiated to the cooling laser 152 so that the incident laser beam is directed to the reflecting surface 132 of the reflecting member 130 so that the laser beam is directed toward the penetrating portion 212, And to transfer trapped atoms to the penetration portion 212 side.

보다 구체적으로 예를 들면, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 냉각레이저(152)는 상기 고진공 챔버(110)의 상하방향(y축방향)에 대하여 소정의 경사각(θ)을 가지고 상기 관통부(212)측으로 접근되게 입사각이 조절될 수 있다.9, the cooling laser 152 has a predetermined inclination angle &thetas; with respect to the vertical direction (y-axis direction) of the high vacuum chamber 110, 212).

여기서, 상기 경사각(θ)은, 예를 들면 2도 내지 6도 이내에 형성될 수 있다.Here, the inclination angle may be formed within 2 to 6 degrees, for example.

상기 경사각(θ)은 4도로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.It is preferable that the inclination angle? Is 4 degrees.

이러한 구성에 의하면, 상기 냉각레이저(152)는 x축, y축에 대한 냉각성분 이외에 원자를 z축방향으로 밀어내는 성분을 갖게 되기 때문에 이차원 자기광포획 생성장치에서 생성된 원자는 상기 시준튜브(210)의 관통부(212)를 통해 원자빔(143)을 형성하여 상기 고진공 챔버(110)의 외부로 유출된다.According to this configuration, since the cooling laser 152 has components for pushing atoms in the z-axis direction in addition to cooling components for the x- and y-axes, the atoms generated in the two- The atomic beam 143 is formed through the penetrating portion 212 of the high vacuum chamber 110 and is discharged to the outside of the high vacuum chamber 110.

이러한 구성에 의하면, 상기 냉각레이저(152), 자기장 코일(180) 및 반사부재(130)의 상호작용에 의하여 냉각 및 포획된 원자를 상기 관통부(212)측으로 이송하기 위한 전술한 푸쉬레이저(160)의 사용을 배제할 수 있다.According to this configuration, the push laser 160 (described above) for transferring the atoms cooled and trapped by the interaction of the cooling laser 152, the magnetic field coil 180 and the reflecting member 130 to the penetration portion 212 side ) Can be excluded.

이에 따라, 본 실시예의 이차원 자기광포획 생성장치는 전술한 푸쉬레이저(160)의 사용이 배제되므로 레이저의 전체 사용 개수가 더욱 감소될 수 있다.Accordingly, the use of the push laser 160 described above is excluded in the two-dimensional magnetic light capturing and generating apparatus of the present embodiment, so that the total number of use of the laser can be further reduced.

본 실시예에서, 광축정렬부(210)가 시준튜브(210)로 형성된 경우를 예시하고 있으나, 광축정렬부는, 도 5 내지 도 7과 관련하여 전술한 시준블록(190)으로 형성될 수도 있다.In this embodiment, the case where the optical axis alignment unit 210 is formed of the collimation tube 210 is illustrated, but the optical axis alignment unit may be formed of the collimation block 190 described above with reference to FIGS. 5 to 7.

이하, 도 10 및 도 11을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 10 and 11. Fig.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 이차원 자기광포획 생성장치는, 내부에 고진공을 형성하는 고진공 챔버(110); 서로 경사지게 배치된 반사면(132)을 구비하여 상기 고진공 챔버(110)의 내부에 구비되는 반사부재(130); 상기 고진공 챔버(110)의 내부에 구비되는 원자소스(140); 상기 각 반사면(132)을 향해 레이저 빔을 조사하여 네 방향에서 원자를 냉각시키는 냉각레이저(153); 상기 고진공 챔버(110)의 내부 중앙에 선형으로 자기장이 영(0)인 영역이 선형으로 형성되게 하는 자기장 코일(180); 및 상기 반사부재(130)의 일 측에 원자빔(143)이 통과하는 관통부(192)를 구비하여 상기 원자빔(143)의 광축을 정렬하는 광축정렬부(190);를 구비하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 10, the two-dimensional magnetic trapping and generating apparatus of this embodiment includes a high vacuum chamber 110 for forming a high vacuum therein; A reflective member (130) provided inside the high vacuum chamber (110) with a reflective surface (132) arranged obliquely to each other; An atomic source 140 disposed inside the high vacuum chamber 110; A cooling laser 153 for radiating a laser beam toward each of the reflection surfaces 132 to cool the atoms in four directions; A magnetic field coil (180) linearly forming an area having a magnetic field of zero in the center of the interior of the high vacuum chamber (110); And an optical axis aligning part 190 having a penetrating part 192 through which the atomic beam 143 passes on one side of the reflecting member 130 to align the optical axis of the atomic beam 143 .

상기 고진공 챔버(110)는, 프레임(111)과, 윈도우(115)를 구비하여 구성될 수 있다.The high vacuum chamber 110 may include a frame 111 and a window 115.

상기 프레임(111)은 직육면체 형상을 구비할 수 있다.The frame 111 may have a rectangular parallelepiped shape.

상기 프레임(111)의 상단에는 개구(113)가 형성될 수 있다.An opening 113 may be formed at an upper end of the frame 111.

상기 프레임(111)의 개구(113)에는 윈도우(115)가 장착될 수 있다.A window 115 may be mounted on the opening 113 of the frame 111.

상기 고진공 챔버(110)의 내부에는, 반사부재(130) 및 원자소스(140)가 구비될 수 있다.Inside the high vacuum chamber 110, a reflective member 130 and an atomic source 140 may be provided.

상기 고진공 챔버(110)의 내부 일 측에는 광축정렬부(190)가 구비될 수 있다.An optical axis alignment unit 190 may be provided on one side of the high vacuum chamber 110.

여기서, 상기 광축정렬부(190)는, 예를 들면, 상기 관통부(192)가 중앙에 형성된 시준블록(190)으로 구성될 수 있다.Here, the optical axis aligner 190 may be formed of, for example, a collar block 190 having the penetrating portion 192 formed at the center thereof.

상기 시준블록(190)의 일 측에는 반사면(193)이 형성될 수 있다.A reflecting surface 193 may be formed on one side of the collimating block 190.

한편, 상기 고진공 챔버(110)의 일 측에는 상기 반사부재(130)의 반사면(132)을 향해 레이저 빔을 조사하는 냉각레이저(153)가 구비될 수 있다.A cooling laser 153 for irradiating a laser beam toward the reflective surface 132 of the reflective member 130 may be provided on one side of the high vacuum chamber 110.

상기 냉각레이저(153)는, 예를 들면, 상기 고진공 챔버(110)의 상측에 구비될 수 있다.The cooling laser 153 may be provided on the upper side of the high vacuum chamber 110, for example.

상기 냉각레이저(153)는, 상기 반사부재(130)의 반사면(132)에 상기 관통부(192)측을 향하게 입사각이 조절되어 레이저 빔을 조사하여 원자를 냉각 및 포획함과 아울러 냉각 및 포획된 원자를 상기 관통부(192)측으로 이송시킬 수 있게 구성될 수 있다.The cooling laser 153 controls the incident angle of the laser beam to the reflecting surface 130 of the reflecting member 130 so as to face the penetrating portion 192 to cool and trap the atom, To the penetrating portion (192) side.

보다 구체적으로 예를 들면, 상기 냉각레이저(153)는 상기 고진공 챔버(110)의 상하방향(y축방향)에 대하여 소정의 경사각(θ)을 가지고 상기 관통부(192)측으로 접근되게 입사각이 조절되어 설치될 수 있다.More specifically, for example, the cooling laser 153 has a predetermined angle of inclination (?) With respect to the vertical direction (y-axis direction) of the high vacuum chamber 110, .

여기서, 상기 경사각(θ)은, 4도로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.Here, the inclination angle? May be preferably set to 4 degrees.

이러한 구성에 의하면, 냉각 및 포획된 원자를 상기 관통부(192)측으로 이송시키는 전술한 푸쉬레이저(160)의 사용을 배제할 수 있다.With this configuration, it is possible to exclude the use of the above-described push laser 160 that transports cooled and trapped atoms toward the penetration portion 192 side.

한편, 상기 냉각레이저(153)는, 레이저 빔의 일 부를 상기 시준블록(190)의 반사면(193)으로 조사할 수 있게 상대적으로 큰 스팟(면적)을 가지게 형성될 수 있다.The cooling laser 153 may have a relatively large spot area to irradiate a part of the laser beam to the reflecting surface 193 of the collimating block 190.

상기 시준블록(190)의 반사면(193)으로 조사된 냉각레이저(153)의 레이저 빔은 종방향(z축방향)으로 반사되어 상기 관통부(192)측으로 이송되는 원자(142)의 이동 속도를 감쇄시킬 수 있다.The laser beam of the cooling laser beam 153 irradiated to the reflecting surface 193 of the collimating block 190 is reflected at the moving speed of the atom 142 conveyed toward the penetrating portion 192 side in the longitudinal direction Can be attenuated.

이러한 구성에 의하면, 종방향으로 이송되는 상기 원자(142)의 이송 속도의 감쇄를 위한 전술한 감쇄레이저(170)의 사용을 배제할 수 있다.With such a configuration, it is possible to exclude the use of the above-described attenuating laser 170 for attenuating the conveying speed of the atom 142 conveyed in the longitudinal direction.

본 실시예의 이차원 자기광포획 생성장치는 냉각레이저(153)의 입사각을 조절함으로써 전술한 푸쉬레이저(160)의 사용을 배제할 수 있고, 또한 냉각레이저(153)의 일부를 광축정렬부(190)의 반사면(193)에 조사되게 하여 종방향(-z축방향)으로 반사되게 하여 전술한 감쇄레이저(170)의 사용을 배제함으로써, 레이저의 개수를 현저하게 줄일 수 있는 단일광선을 이용한 이차원 자기광포획 생성장치를 구현할 수 있다.The two-dimensional magnetic light capturing and generating apparatus of the present embodiment can exclude the use of the above-described push laser 160 by adjusting the incident angle of the cooling laser 153, (The -z-axis direction) so as to be reflected by the reflecting surface 193 of the laser light source 191, thereby eliminating the use of the above-described attenuating laser 170. As a result, A light trap generation device can be implemented.

이상에서, 본 발명의 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었다. 그러나, 본 발명은, 그 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 실시될 수 있으므로, 위에서 설명된 실시예는 그 상세한 설명의 내용에 의해 제한되지 않아야 한다.The foregoing has been shown and described with respect to specific embodiments of the invention. However, the present invention may be embodied in various forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof, so that the above-described embodiments should not be limited by the details of the detailed description.

또한, 앞서 기술한 상세한 설명에서 일일이 나열되지 않은 실시예라 하더라도 첨부된 특허청구범위에서 정의된 그 기술 사상의 범위 내에서 넓게 해석되어야 할 것이다. 그리고, 상기 특허청구범위의 기술적 범위와 그 균등범위 내에 포함되는 모든 변경 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 의해 포섭되어야 할 것이다.Further, even when the embodiments not listed in the detailed description have been described, it should be interpreted broadly within the scope of the technical idea defined in the appended claims. It is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.

110 : 고진공 챔버 111 : 프레임
113 : 개구 115 : 윈도우
117 : 관통공 130 : 반사부재
132,193,213 : 반사면 140 : 원자소스
142 : 원자(중앙에 밀집된 원자) 143 : 원자빔
151,152,153 : 냉각레이저 160: 푸쉬레이저
170 : 감쇄레이저 180 : 자기장 코일
190 : 광축정렬부, 시준블록 192,212 : 관통부
210 : 광축정렬부, 시준튜브110: high vacuum chamber 111: frame
113: aperture 115: window
117: through hole 130: reflective member
132, 193, 213: Reflective surface 140: Atomic source
142: atom (dense atom in the center) 143: atomic beam
151, 152, 153: Cooling laser 160: Push laser
170: attenuation laser 180: magnetic field coil
190: optical axis alignment unit, collimation block 192, 212:
210: optical axis alignment section, collimating tube

Claims (8)

내부에 고진공을 형성하는 고진공 챔버;
상기 고진공챔버의 제1축(y축)방향에 대해 각각 경사지고, 서로 반사가능하게 배치된 한 쌍의 반사면을 구비하여 상기 제1축방향으로 입사된 레이저 빔을 상기 제1축방향에 직각인 제2축(x축)방향으로 각각 반사할 수 있게 상기 고진공 챔버의 내부에 구비되는 반사부재;
상기 고진공 챔버의 내부에 구비되는 원자소스;
상기 각 반사면을 향해 레이저 빔을 조사하여 상기 제1축방향을 따른 왕복방향 및 상기 제2축방향을 따른 왕복방향을 포함한 네 방향에서 원자를 냉각시키는 냉각레이저;
상기 고진공 챔버의 내부 상기 반사부재의 상측 중앙에 자기장이 영(0)인 영역이 상기 제1축방향 및 상기 제2축방향에 대해 각각 직각인 제3축(z축)방향을 따라 선형으로 형성되게 하는 자기장 코일; 및
상기 반사부재의 일 측에 구비되고, 상기 제3축방향을 따라 원자빔이 통과하는 관통부를 구비하여 상기 원자빔의 광축을 정렬하는 광축정렬부;
를 포함하는 이차원 자기광포획 생성장치.A high vacuum chamber in which a high vacuum is formed;
And a pair of reflection surfaces that are inclined with respect to a direction of a first axis (y axis) of the high vacuum chamber and are arranged so as to be able to reflect each other, wherein the laser beam incident in the first axis direction is perpendicular to the first axis direction A reflective member provided inside the high vacuum chamber so as to be able to respectively reflect in a second axis (x-axis) direction;
An atomic source disposed inside the high vacuum chamber;
A cooling laser for radiating a laser beam toward the respective reflection surfaces to cool atoms in four directions including a reciprocating direction along the first axis direction and a reciprocating direction along the second axis direction;
A region having a zero magnetic field is linearly formed along a third axis (z axis) direction orthogonal to the first axis direction and the second axis direction at the center of the upper side of the reflection member inside the high vacuum chamber A magnetic field coil to make the magnetic field coil; And
An optical axis alignment unit provided on one side of the reflective member and having a penetration portion through which an atomic beam passes along the third axis direction to align the optical axis of the atomic beam;
And a second magnetic-flux-capturing-and-generating device. 제1항에 있어서,
상기 냉각레이저는 상기 반사부재의 반사면에 상기 관통부측으로 접근되게 입사각이 조절되어 레이저 빔을 조사하여 원자를 냉각 및 포획함과 아울러 냉각 및 포획된 원자를 상기 관통부측으로 이송시키는 것을 특징으로 하는 이차원 자기광포획 생성장치.The method according to claim 1,
Wherein the cooling laser has an incident angle controlled so as to approach the penetrating portion side to the reflecting surface of the reflecting member to radiate a laser beam to cool and trap the atoms and to transfer cooled and trapped atoms to the penetrating portion side A two - dimensional magnetic light capturing device. 제1항에 있어서,
상기 관통부의 대향측에 배치되어 상기 냉각레이저, 상기 자기장 코일 및 상기 반사부재의 상호 작용에 의해 냉각 및 포획된 원자를 상기 관통부측으로 이송시키는 푸쉬레이저;를 더 포함하는 이차원 자기광포획 생성장치.The method according to claim 1,
And a push laser disposed on an opposite side of the penetrating portion and transferring atoms cooled and trapped by the interaction of the cooling laser, the magnetic field coil, and the reflecting member to the penetrating portion side. 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 광축정렬부는 상기 광축정렬부를 향해 입사되는 레이저 빔을 상기 관통부에서 멀어지는 방향으로 반사하여 상기 관통부측으로 이송되는 원자의 속도를 감쇄시킬 수 있게 반사면을 구비하는 이차원 자기광포획 생성장치.The method according to claim 2 or 3,
Wherein the optical axis alignment unit includes a reflection surface to reflect a laser beam incident on the optical axis alignment unit in a direction away from the penetration unit to attenuate the speed of the atoms transferred to the penetration unit side. 제4항에 있어서,
상기 광축정렬부는 중앙에 상기 관통부가 형성되고 상기 고진공 챔버의 폭방향으로 연장된 시준블록;을 포함하는 이차원 자기광포획 생성장치.5. The method of claim 4,
And a collimating block having the penetrating part formed at the center thereof and extending in the width direction of the high vacuum chamber. 제5항에 있어서,
상기 냉각레이저는 레이저 빔의 일 부를 상기 시준블록의 반사면으로 조사할 수 있게 형성되는 것을 특징으로 하는 이차원 자기광포획 생성장치.6. The method of claim 5,
Wherein the cooling laser is configured to irradiate a part of the laser beam to the reflecting surface of the collimating block. 제4항에 있어서,
상기 광축정렬부는 중앙에 상기 관통부가 형성되고 내측 단부에 상기 반사면이 구비되는 시준튜브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차원 자기광포획 생성장치.5. The method of claim 4,
Wherein the optical axis alignment unit includes a collimating tube having the penetrating portion formed at the center thereof and the reflection surface provided at an inner end thereof. 제7항에 있어서,
상기 시준튜브의 반사면에 레이저 빔을 조사하는 감쇄레이저;를 더 포함하는 이차원 자기광포획 생성장치.8. The method of claim 7,
And a decentering laser for irradiating a laser beam onto the reflecting surface of the collimating tube.
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