【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冷原子操控，特别是涉及一种引导单量子态原子偏转的磁导装置和磁导方法。
技术介绍
1、原子与分子的作用过程广泛存在于自然界中，特别的冷原子分子间极低温度碰撞是冷星际介质演化的重要过程之一，在基础的物理和化学领域低于k量级的极低能量原子分子碰撞动力学研究是理解量子态选择及共振散射等量子效应的重要实验手段。这使得对冷原子的调控，特定量子态选择的原子的制备在冷原子物理、原子光谱精密测量、中性原子分子间的碰撞反应、以及半导体刻蚀等多个领域越来越吸引人们的注意。由于中性原子不显电性，传统的电磁力控制带电粒子传输的方法很难实现对中性原子分子的调控。目前借助激光与原子间的相互作用可以实现原子的冷却，从而可以降低原子的传输的速度。
2、但是，激光冷却工艺对于特定的原子体系需要特定波长的激光，且实验难度高，特别是改变原子的传输方向的操作难度高，实验成本较高。也就是说，目前实验中原子的速度选择和传输方向的调控能力有限，导致在一些冷原子研究过程中无法提供符合特定要求的中性原子束源。
3、因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种引导单量子态原子偏转的磁导装置和磁导方法，旨在解决现有的冷原子分子间低温碰撞研究中原子束源的传输速度和传输方向调控的问题。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种引导单量子态原子偏转的磁导装置，其中，包括真空舱、连接架和若干个磁导组件，所述真空舱内形成有高
4、所述的引导单量子态原子偏转的磁导装置，其中，所述磁导组件包括无磁套件和至少两个永磁体，所述无磁套件与所述连接架连接；所述无磁套件的形状为环形，且所述无磁套件的内侧凸出设置有至少两个固定部，至少两个所述固定部呈中心对称排布在所述无磁套件的内壁上；所述永磁体的一侧与所述固定部连接，另一侧凸出于所述固定部，且朝向所述无磁套件的中心延伸；至少两个相对设置的所述永磁体之间形成有所述原子过道。
5、所述的引导单量子态原子偏转的磁导装置，其中，所述固定部的横截面形状为梯形，并且所述固定部的宽度沿朝向所述无磁套件的中心的方向逐渐减小。
6、所述的引导单量子态原子偏转的磁导装置，其中，所述固定部上形成有朝向所述无磁套件的中心开口的装配槽；所述装配槽的侧壁上设有第一螺接孔；所述永磁体与所述装配槽插接；所述磁导组件还包括螺杆，所述螺杆与所述第一螺接孔螺接，并旋进至抵接所述永磁体。
7、所述的引导单量子态原子偏转的磁导装置，其中，所述无磁套件的外壁的径向横截面形状为正多边形，且所述无磁套件的外壁上至少一个面为接触面，用于与所述连接架贴合；所述连接架上设有多个呈弧形排布的第一连接孔；所述接触面上设有至少一个与所述第一连接孔对齐的第二连接孔；所述第一连接孔和所述第二连接孔用于插接连接杆，以连接所述连接架和所述无磁套件。
8、所述的引导单量子态原子偏转的磁导装置，其中，所述永磁体的表面设有保护层。
9、所述的引导单量子态原子偏转的磁导装置，其中，所述固定部设有四个，四个所述固定部呈十字形排布在所述无磁套件的内壁上；所述永磁体设有四个，四个所述永磁体呈环形排布，且相邻的两个所述永磁体之间的夹角为90°。
10、所述的引导单量子态原子偏转的磁导装置，其中，所述磁导装置包括光阑，所述光阑与所述连接架连接，设于所述高真空腔室中；并且所述光阑与若干个所述磁导组件沿原子传输方向依次布置；所述光阑上正对所述弧形原子通道的入口设置有用于准直原子束的限束孔道，所述限束孔道的孔径小于所述弧形原子通道的口径。
11、所述的引导单量子态原子偏转的磁导装置，其中，所述磁导装置包括高真空规管和真空泵，所述真空泵和所述高真空规管均与所述真空舱连接；所述高真空规管插入至所述高真空腔室内，用于检测真空度；所述真空泵设于所述高真空腔室内背离所述磁导组件的一端，用于抽气以维持所述高真空腔室的真空度。
12、本申请还公开了一种引导单量子态原子偏转的磁导方法，用于如上任一所述的引导单量子态原子偏转的磁导装置，其中，所述磁导方法包括：
13、抽取高真空腔室内的空气，并实时监测真空度，获得实时真空度值；
14、若所述实时真空度值小于或等于预设真空度值，则准直所述原子束流，并将所述原子束流导向弧形原子通道，筛选出目标单一量子态原子束流。
15、与现有技术相比，本专利技术实施例具有以下优点：
16、本专利技术公开的磁导装置通过在真空舱内设置连接架，将若干个磁导组件固定，从而形成原子束偏转的弧形原子通道。若干个磁导组件呈弧形排布，中心的多个原子过道依次对接，从而在弧形原子通道的径向方向形成不均匀的梯度磁场，中心位置的磁场强度为0，沿远离中心的方向磁场强度逐渐增加，使得进入高真空腔室的原子在磁势作用下改变飞行速度和飞行方向。由于弧形原子通道的口径有限，因此顺磁的目标原子受磁场力作用发生偏转，并沿着弧形原子通道飞出，其他原子则被阻挡，达到筛选单一量子态原子束流的效果。
17、可见，本专利技术通过设置若干个磁导组件偏转原子束流，实现了中性原子束的角度偏转传输，结构简单，便于操作；能耗小，研究成本低；有利于实现速度滤波，可获得单一量子态原子束源，为开展极低能区的冷碰撞实验提供中性原子束源基础，也有助于发展亚稳态原子的制备在半导体刻蚀领域的发展。
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1.一种引导单量子态原子偏转的磁导装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的引导单量子态原子偏转的磁导装置，其特征在于，所述磁导组件包括：
3.根据权利要求2所述的引导单量子态原子偏转的磁导装置，其特征在于，所述固定部的横截面形状为梯形，并且所述固定部的宽度沿朝向所述无磁套件的中心的方向逐渐减小。
4.根据权利要求2所述的引导单量子态原子偏转的磁导装置，其特征在于，所述固定部上形成有朝向所述无磁套件的中心开口的装配槽；所述装配槽的侧壁上设有第一螺接孔；所述永磁体与所述装配槽插接；
5.根据权利要求2所述的引导单量子态原子偏转的磁导装置，其特征在于，所述无磁套件的外壁的径向横截面形状为正多边形，且所述无磁套件的外壁上至少一个面为接触面，用于与所述连接架贴合；
6.根据权利要求2所述的引导单量子态原子偏转的磁导装置，其特征在于，所述永磁体的表面设有保护层。
7.根据权利要求2至6任意一项所述的引导单量子态原子偏转的磁导装置，其特征在于，所述固定部设有四个，四个所述固定部呈十字形排布在所述无磁套件的内壁上；
8.根据权利要求1所述的引导单量子态原子偏转的磁导装置，其特征在于，所述磁导装置包括光阑，所述光阑与所述连接架连接，设于所述高真空腔室中；并且所述光阑与若干个所述磁导组件沿原子传输方向依次布置；
9.根据权利要求1所述的引导单量子态原子偏转的磁导装置，其特征在于，所述磁导装置包括高真空规管和真空泵，所述真空泵和所述高真空规管均与所述真空舱连接；所述高真空规管插入至所述高真空腔室内，用于检测真空度；所述真空泵设于所述高真空腔室内背离所述磁导组件的一端，用于抽气以维持所述高真空腔室的真空度。
10.一种引导单量子态原子偏转的磁导方法，用于如权利要求1至9任意一项所述的引导单量子态原子偏转的磁导装置，其特征在于，所述磁导方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种引导单量子态原子偏转的磁导装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的引导单量子态原子偏转的磁导装置，其特征在于，所述磁导组件包括：
3.根据权利要求2所述的引导单量子态原子偏转的磁导装置，其特征在于，所述固定部的横截面形状为梯形，并且所述固定部的宽度沿朝向所述无磁套件的中心的方向逐渐减小。
4.根据权利要求2所述的引导单量子态原子偏转的磁导装置，其特征在于，所述固定部上形成有朝向所述无磁套件的中心开口的装配槽；所述装配槽的侧壁上设有第一螺接孔；所述永磁体与所述装配槽插接；
5.根据权利要求2所述的引导单量子态原子偏转的磁导装置，其特征在于，所述无磁套件的外壁的径向横截面形状为正多边形，且所述无磁套件的外壁上至少一个面为接触面，用于与所述连接架贴合；
6.根据权利要求2所述的引导单量子态原子偏转的磁导装置，其特征在于，所述永磁体的表面设有保护层。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏龙，孙羽，胡水明，
申请(专利权)人：深圳综合粒子设施研究院，
类型：发明
国别省市：
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