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冷原子干涉仪中二维磁光阱线圈的优化设计

樊鹏格 吴易明 贾森 王先华

樊鹏格, 吴易明, 贾森, 王先华. 冷原子干涉仪中二维磁光阱线圈的优化设计[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(6): 618003-0618003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0618003
引用本文: 樊鹏格, 吴易明, 贾森, 王先华. 冷原子干涉仪中二维磁光阱线圈的优化设计[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(6): 618003-0618003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0618003
Fan Pengge, Wu Yiming, Jia Sen, Wang Xianhua. Optimization design of two-dimensional magneto optical trap field coils for cold atom interferometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(6): 618003-0618003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0618003
Citation: Fan Pengge, Wu Yiming, Jia Sen, Wang Xianhua. Optimization design of two-dimensional magneto optical trap field coils for cold atom interferometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(6): 618003-0618003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0618003

冷原子干涉仪中二维磁光阱线圈的优化设计

doi: 10.3788/IRLA201645.0618003
基金项目: 

国家自然科学基金(11404387);西部之光项目(Y329451213)

详细信息
    作者简介:

    樊鹏格(1990-),女,硕士生,主要从事冷原子干涉技术方面的研究。Email:fanpengge2010@163.com

  • 中图分类号: O431.2;TL62+2

Optimization design of two-dimensional magneto optical trap field coils for cold atom interferometer

  • 摘要: 大通量冷原子源是实现高精度冷原子干涉仪的关键技术之一。为获得大通量冷原子源,通常采用二维磁光阱(2D-MOT)和三维磁光阱(3D-MOT)的级联结构,其中2D-MOT的磁场分布是影响其性能的重要因素。通过数学建模及有限元分析,对2D-MOT中不同构造(长方形、跑道形、马鞍形)的反亥姆霍兹线圈进行数值计算,分析了不同构造线圈的磁场分布及因在制造与装配过程中产生的偏心、线圈不对称、平行度及内径不对称误差造成的磁场零点漂移和磁场梯度变化。分析结果表明,在偏心误差C1.14 mm,线圈不对称误差I0.016 A,平行度误差1.02时,马鞍形线圈产生的磁场梯度更有利于制备大通量冷原子源。该结果为冷原子干涉仪2D-MOT的磁场系统设计和加工提供了理论指导。
  • [1] Lu Xuanhui, Wang Jiangfeng. Quantum gyros-cope based on an atom interferometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2007, 36(3): 293-311. (in Chinese)陆璇辉, 王将峰. 基于原子干涉的量子陀螺仪[J]. 红外与激光工程, 2007, 36(3): 293-311.
    [2] Weiss D S, Gibble K, Young B, et al. Precision measurements with cold atoms[C]//AIP Conf Proc, 1993, 290(23): 23-28.
    [3] Li Runbing, Wang Jin, Zhan Mingsheng. Cold atom interferometers and their applications in space[J]. Space Physics Colloquium, 2008, 37(9): 652-657. (in Chinese)李润兵, 王谨, 詹明生. 冷原子干涉仪及空间应用[J]. 空间的物理学专题, 2008, 37(9): 652-657.
    [4] Zhu Changxing, Feng Yanying, Ye Xiongying, et al. The absolute rotation measurement of atom interferometer by phase modulation[J]. Acta Physica Sinica, 2008, 57(2): 808-815. (in Chinese)朱常兴, 冯焱颖, 叶雄英, 等. 利用原子干涉仪的相位调制进行绝对转动测量[J]. 物理学报, 2008, 57(2): 808-815.
    [5] Zhou Minkang, Hu Zhongkun, Duan Xiaochun, et al. Precisely mapping the magnetic field gradient in vacuum with an atom interferometer[J]. Phy Rev A, 2010, 82(6): 061602-1-061602-4.
    [6] Han Shunli, Lin Qiang. Research on raman-pulse-assisted atom interferometer[D]. Hangzhou: Zhejiang University, 2010. (in Chinese)韩顺利, 林强. 拉曼脉冲型原子干涉仪的基础研究[D]. 杭州: 浙江大学, 2010.
    [7] Zhang Yuchi, Qi Lu, Wang Tongyu, et al. Realization and measurement of a high-flux atomic beam[J]. Acta Sinica Quantum Optica, 2013, 19(3): 262-270. (in Chinese)张玉驰, 亓鲁, 王同雨, 等. 高通量冷原子束流的实现与测量[J]. 量子光学学报, 2013, 19(3): 262-270.
    [8] Alexey Tonyushkin, Mara Prentiss. Straight macroscopic magnetic guide for cold atom interferometer[J]. Journal of Applied Physics, 2010, 108(9): 094904-1-094904-5.
    [9] Zhang Bin, Jin Xiaofeng, Zhang Xiaoqi, et al. The winding device of saddle coils, China, 201110119140.7[P]. 2011-09-14. (in Chinese)张斌, 金晓凤, 张小奇, 等. 马鞍型铜导线线圈的绕线装置, 中国:201110119140.7[P]. 2011-09-14.
    [10] Li Pan, Liu Yuanzheng, Wang Jiliang. Tolerance design for three-dimension magnetic field system of cold atom gyroscope[J]. Journal of Chinese Inertial Technology, 2014, 22(5): 671-676. (in Chinese)
  • [1] 杨志勇, 宋俊辰, 蔡伟, 陆高翔, 罗李娜.  非通视方位传递系统中保偏光纤分析 . 红外与激光工程, 2022, 51(5): 20210315-1-20210315-9. doi: 10.3788/IRLA20210315
    [2] 张鹏辉, 赵扬, 李鹏, 周志权, 白雪, 马健.  基于有限元法的激光声磁检测系统优化研究 . 红外与激光工程, 2022, 51(7): 20210533-1-20210533-9. doi: 10.3788/IRLA20210533
    [3] 李翔宇, 彭勃, 江波, 阮萍.  基于角接触球轴承的小型经纬仪方位轴倾斜误差修正 . 红外与激光工程, 2021, 50(12): 20210172-1-20210172-11. doi: 10.3788/IRLA20210172
    [4] 张鹏, 曹乾涛, 董航荣, 赵鑫, 孙佳文, 吴斌, 刘红元.  大面元太赫兹热释电探测器 . 红外与激光工程, 2020, 49(5): 20190338-20190338-6. doi: 10.3788/IRLA20190338
    [5] 穆永吉, 万渊, 刘继桥, 侯霞, 陈卫标.  星载激光雷达望远镜主镜光机分析与优化 . 红外与激光工程, 2018, 47(7): 718002-0718002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0718002
    [6] 张稳稳, 李格, 雷小丽, 严学文, 柴宝玉.  有机电致发光器件的热学特性分析 . 红外与激光工程, 2018, 47(7): 720001-0720001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0720001
    [7] 兰硕, 李新南, 武春风, 李梦庆, 韩西萌.  快反镜在高功率连续激光辐照下的热性能分析 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1020003-1020003(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1020003
    [8] 刘今越, 任东城, 张靓, 贾晓辉, 崔月盟.  康普顿光源精密调节镜架机构的设计与分析 . 红外与激光工程, 2017, 46(2): 218002-0218002(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0218002
    [9] 赵彦东, 方勇华, 李扬裕, 李大成.  亥姆霍兹光声光谱多气体检测器设计和优化 . 红外与激光工程, 2017, 46(6): 620005-0620005(9). doi: 10.3788/IRLA201746.0620005
    [10] 闵庆旭, 张超省, 朱俊臻, 冯辅周, 徐超.  超声红外热像中激励源位置对裂纹生热的影响 . 红外与激光工程, 2017, 46(1): 104007-0104007(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0104007
    [11] 范达, 明星, 刘昕悦, 王国名, 郭文记, 黄旻, 董登峰.  高空高速环境热光学分析及光学窗口设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 818001-0818001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0818001
    [12] 李营营, 江志坤, 王安琪.  用于稳定激光功率的数字控制系统 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 406004-0406004(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0406004
    [13] 张耀平, 樊峻棋, 龙国云.  变形镜在激光辐照下热畸变有限元模拟 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1136002-1136002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1136002
    [14] Sekou Singare, 陈盛贵, 钟欢欢.  激光透射焊接聚碳酸酯的有限元分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(2): 206005-0206005(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0206005
    [15] 孙敬伟, 吴小霞, 陈宝刚, 李剑锋.  4m口径的SiC主镜翻转装置结构设计与分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3358-3365.
    [16] 李睿, 赵阳.  机器人热影响模型分析及动态精度补偿 . 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2382-2388.
    [17] 杨利伟, 李志来, 辛宏伟, 徐宏, 樊延超.  小型红外相机结构设计与分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3025-3031.
    [18] 孙敬伟, 吴小霞, 吕天宇, 李剑锋.  400 mm跟踪望远镜结构设计和分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2568-2575.
    [19] 孙敬伟, 吴小霞, 李剑锋, 吕天宇, 刘杰.  4mSiC主镜起吊装置结构设计与分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2753-2759.
    [20] 柳华, 刘伟奇, 冯睿, 魏忠伦, 张健.  新型全柔性动镜机构的设计与分析 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 184-189.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-10-24
  • 修回日期:  2015-11-27
  • 刊出日期:  2016-06-25

冷原子干涉仪中二维磁光阱线圈的优化设计

doi: 10.3788/IRLA201645.0618003
    作者简介:

    樊鹏格(1990-),女,硕士生,主要从事冷原子干涉技术方面的研究。Email:fanpengge2010@163.com

基金项目:

国家自然科学基金(11404387);西部之光项目(Y329451213)

  • 中图分类号: O431.2;TL62+2

摘要: 大通量冷原子源是实现高精度冷原子干涉仪的关键技术之一。为获得大通量冷原子源,通常采用二维磁光阱(2D-MOT)和三维磁光阱(3D-MOT)的级联结构,其中2D-MOT的磁场分布是影响其性能的重要因素。通过数学建模及有限元分析,对2D-MOT中不同构造(长方形、跑道形、马鞍形)的反亥姆霍兹线圈进行数值计算,分析了不同构造线圈的磁场分布及因在制造与装配过程中产生的偏心、线圈不对称、平行度及内径不对称误差造成的磁场零点漂移和磁场梯度变化。分析结果表明,在偏心误差C1.14 mm,线圈不对称误差I0.016 A,平行度误差1.02时,马鞍形线圈产生的磁场梯度更有利于制备大通量冷原子源。该结果为冷原子干涉仪2D-MOT的磁场系统设计和加工提供了理论指导。

English Abstract

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