一种基于超连续光纤的冷分子光缔合装置

本发明涉及光学，涉及一种应用于激光技术、原子分子光学技术与精密光谱的基于超连续光纤的冷分子光缔合装置

背景技术：

1、在光学偶极阱中缔合分子是常用的方法之一，其关键点在于保证偶极阱和缔合光束的重合。现有方法是提高两束光的功率，然后利用相机对光学偶极阱成像，通过判断缔合光束是否增强对原子的束缚即得到更亮的原子图像，来确定两束光是否重合。该方法只能保证两束光的部分重合，不能保证两束光的完全重合。且当缔合光束更多，需要同时形成多种分子时，重合难度较大且实验操作复杂。

2、超连续光纤即无截止单模光纤，可不依赖激光波长输出高斯基模光斑，其中之一就是光子晶体光纤。因此，可考虑用超连续光纤比如光子晶体光纤耦合不同激光，实现波长差较大的不同激光在空间上完全重合。

3、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供了一种基于超连续光纤的冷分子光缔合装置，不仅可以保证两束光的完全重合，还可以实现多束光的重合，实验操作简单。进而解决现有技术中存在的上述技术问题。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种基于超连续光纤的冷分子光缔合装置，包括光学偶极阱激光器1、两个或两个以上的可调谐激光器、偏振分束器4、探测激光器5、非球面镜6、超连续光纤7与真空腔体8；

4、所述的光学偶极阱激光器1输出大功率激光形成光学偶极阱，激光射入第一双色镜9；所述的两个或两个以上的可调谐激光器发出的不同分子的缔合光束经偏振分束器4合束再与所述的探测激光器5发出的探测光合束射入第一双色镜9；

5、通过第一双色镜9将多束光合束，再通过非球面镜6耦合进同一超连续光纤7；超连续光纤7的输出的多束光通过一组透镜组10对其扩束，再经过消色差透镜11聚焦到真空腔体8内的原子团12上；获取原子数目。

6、所述的两个或两个以上的可调谐激光器与所述的探测激光器5发出的光束，均通过一个偏振控制器射入偏振分束器4。

7、所述的偏振控制器包括波片、法拉第旋光器或聚合物偏振片。

8、所述的波片包括1/2波片14。

9、所述的获取原子数目的方式包括，通过原子团12的多束光再经过第二双色镜13将探测光合分离出去，通过相机成像获取原子数目；或者，

10、通过荧光成像获取原子数目。

11、所述的至少一个可调谐激光器的发出的缔合光经电光调制器再经偏振分束器4进行合束。

12、所述的可调谐激光器采用钛宝石激光器2或半导体激光器3。

13、所述的半导体激光器3采用795nm外腔半导体激光器。

14、所述的光学偶极阱激光器1采用1064nm激光器，或，所述的探测激光器5采用780nm激光器。

15、所述的超连续光纤7采用光子晶体光纤。

16、与现有技术相比，本发明所提供的基于超连续光纤的冷分子光缔合装置，将缔合光束与光学偶极阱光束耦合进同一根光子晶体光纤，从而保证光纤输出后两束光在空间能够完全重合，最终能在光学偶极阱中形成多种冷分子并研究其碰撞动力学。不仅可以保证两束光的完全重合，还可以实现多束光的重合，实验操作简单。进而解决现有技术中存在的上述技术问题。

技术特征：

1.一种基于超连续光纤的冷分子光缔合装置，其特征在于，包括光学偶极阱激光器(1)、两个或两个以上的可调谐激光器、偏振分束器(4)、探测激光器(5)、非球面镜(6)、超连续光纤(7)与真空腔体(8)；

2.根据权利要求1所述的基于超连续光纤的冷分子光缔合装置，其特征在于；所述的两个或两个以上的可调谐激光器与所述的探测激光器(5)发出的光束，均通过一个偏振控制器射入偏振分束器(4)。

3.根据权利要求2所述的基于超连续光纤的冷分子光缔合装置，其特征在于，所述的偏振控制器包括波片、法拉第旋光器或聚合物偏振片。

4.根据权利要求2所述的基于超连续光纤的冷分子光缔合装置，其特征在于，所述的波片包括1/2波片(14)。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的基于超连续光纤的冷分子光缔合装置，其特征在于，所述的获取原子数目的方式包括，通过原子团(12)的多束光再经过第二双色镜(13)将探测光合分离出去，通过相机成像获取原子数目；或者，

6.根据权利要求1、2、3或4所述的基于超连续光纤的冷分子光缔合装置，其特征在于，所述的至少一个可调谐激光器的发出的缔合光经电光调制器再经偏振分束器(4)进行合束。

7.根据权利要求6所述的基于超连续光纤的冷分子光缔合装置，其特征在于，所述的可调谐激光器采用钛宝石激光器(2)或半导体激光器(3)。

8.根据权利要求7所述的基于超连续光纤的冷分子光缔合装置，其特征在于，所述的半导体激光器(3)采用795nm外腔半导体激光器。

9.根据权利要求1、2、3或4所述的基于超连续光纤的冷分子光缔合装置，其特征在于，所述的光学偶极阱激光器(1)采用1064nm激光器，或，所述的探测激光器(5)采用780nm激光器。

10.根据权利要求1、2、3或4所述的基于超连续光纤的冷分子光缔合装置，其特征在于，所述的超连续光纤(7)采用光子晶体光纤。

技术总结
本发明公开一种基于超连续光纤的冷分子光缔合装置，光学偶极阱激光器(1)输出大功率激光形成光学偶极阱，激光射入第一双色镜(9)；所述的钛宝石激光器(2)与半导体激光器(3)发出的不同分子的缔合光束经偏振分束器(4)合束再与所述的探测激光器(5)发出的探测光合束射入第一双色镜(9)；通过第一双色镜(9)将四束光合束，再通过非球面镜(6)耦合进同一超连续光纤(7)；超连续光纤(7)的输出的四束光通过一组透镜组(10)对其扩束，再经过消色差透镜(11)聚焦到真空腔体(8)内的原子团(12)上；获取原子数目。不仅可以保证两束光的完全重合，还可以实现多束光的重合，实验操作简单。进而解决现有技术中存在的上述技术问题。

技术研发人员：李黎,王健,李传锋,郭光灿
受保护的技术使用者：中国科学技术大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7