專利名稱：冷原子干涉測量傳感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及冷原子干涉測量傳感器。
背景技術：
在申請US 5，274，232中具體描述了利用受激拉曼躍遷的此類冷原子干涉測量傳 感器的工作原理。已知這些冷原子干涉測量傳感器具有高靈敏度。在所述傳感器中，為了由冷卻原子源的發(fā)射中獲得原子干涉條紋，必要的是獲得 沿不同方向傳播且頻率不同的兩條激光束。為了獲得拉曼脈沖必需的這兩條激光束，可以使用兩個不同的激光源(如反向傳 播型)，或者可以使用生成第一雙頻激光束的單一源和設置為反射所述激光束以生成第二 雙頻激光束的反射器。使用了單一激光源和反射器以生成兩條拉曼脈沖激光束的上述第二類傳感 器因為減小了這兩條拉曼光束之間的相對偏差而具有性能良好的優(yōu)點。例如，在申請 FR-A-2848296中描述了使用反射器以生成所述第二拉曼雙頻光束的此類干涉測量傳感器。為了改善干涉測量傳感器提供的測量穩(wěn)定性，必要的是通過冷卻原子降低原子源 在速度上的分散度，以獲得冷原子。為了達成這點，采用了捕獲單元，該捕獲單元設置為捕 獲由原子源發(fā)出的原子以獲得冷原子。本發(fā)明更具體地涉及這樣一種冷原子干涉測量傳感器，所述冷原子干涉測量傳感 器包括原子源；能夠產(chǎn)生第一拉曼雙頻激光束的雙頻激光器；設置為反射所述第一拉曼雙頻激光束以生成第二拉曼雙頻激光束的反射器，所述 第一激光束和所述第二激光束沿不同方向傳播，以由從原子源獲得的冷原子發(fā)射獲得原子 干涉條紋。該類冷原子干涉測量傳感器例如記載于2004年Florence YVER LEDUC所著的 IS |ξ| ^J "Characterisation of a cold-atom inertial sensor" ^flliifei；, "Six-Axis Inertial Sensor Using Cold-Atom Interferometry", B. Canuel, F. Leduc, D. Holleville, A.Gauguet, J.Fils, A.Virdis, A.Clairon, N.Dimarcq, Ch.J.Borde, A. Landragin and P. Bouyer, Phys. Rev. Lett. 97,010402 (2006)中。在該文中，以及通常情況下，所述傳感器包括設置為捕獲由原子源發(fā)出的原子以 獲得冷原子的捕獲單元。還已知的是，這些捕獲單元包括由沿空間三個方向反向傳播的六 束激光組成的阱。因此，此類冷原子干涉測量傳感器具有如下缺陷需要至少一個拉曼激光器用于 原子干涉測量和若干激光器用于實現(xiàn)原子的捕獲以獲得可提供良好干涉測量的冷原子。因此，現(xiàn)有技術中的冷原子干涉測量傳感器復雜而龐大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題在于提供一種或多種如上所述的冷原子干涉測量傳感器，所述 傳感器在實現(xiàn)令人滿意的測量時，需要較少的激光器，以使體積更小。根據(jù)本發(fā)明，此問題得到解決將反射器不再僅用于起到生成第二拉曼光束的作 用，還用于形成捕獲單元，這就使得通過第一拉曼光束在反射器表面上的多重反射可以獲 得冷原子。更具體而言，上述問題通過以下事實得以解決還將反射器設置為使第一光束在 反射器表面上可以多重反射，使得該第一光束與其多重反射束可以捕獲由原子源發(fā)出的原 子，以獲得冷原子。因此，憑借本發(fā)明，在已知裝置中構(gòu)成捕獲單元的反向傳播的激光不再是必需的， 因為通過在反射器上的多重反射，第一激光束本身提供了捕獲能力。因此，本發(fā)明的冷原子 干涉測量傳感器僅需要一個激光源來同時進行通過拉曼躍遷的干涉測量，以及用以獲得冷 原子的捕獲。在用于獲得冷原子的阱的領域中，已知有文獻“Single-beam atom trap in a pyramidal and conical hollow mirror，，，de Lee Optics Letters, 1996 年 8 月，該文 教導了可以僅使用一個激光器通過反射器俘獲和冷卻原子。然而，該文獻并不涉及冷原子 干涉測量傳感器領域，特別是，該文獻沒有提及可將該文獻中記載的形成特定原子阱的反 射器作為用于反射冷原子干涉測量傳感器的拉曼光束的反射器使用。另一方面，根據(jù)本發(fā) 明，用于實現(xiàn)原子捕獲和實現(xiàn)拉曼激光束反射的實際上是同一反射器?，F(xiàn)將描述本發(fā)明的有利實施方式。首先描述上述反射器的有利特征。可將該反射器設置為使得第一光束和第一光束在反射器表面上的反射束構(gòu)成捕 獲原子用的反向傳播光束對，以獲得冷原子。在這種情況下，可將反射器設置為使得第一光 束和第一光束在反射器表面上的反射束構(gòu)成三對反向傳播光束。這一特征可以實現(xiàn)對原子 源發(fā)出的原子進行令人滿意的捕獲，以獲得冷原子。反射器可以是凸面反射器，使得第一光束和第一光束在反射器上的反射束可以在 反射器的空間內(nèi)捕獲原子。反射器的這一特征使得可將第一光束的反射束導向反射器內(nèi) 部，以確保良好的捕獲。特別是，反射器可具有圓錐形或截頭圓錐形的形狀，使得第一光束和第一光束在 反射器上的反射束可以在反射器形成的空間內(nèi)捕獲原子。尤其是，反射器可為具有四方或截頭棱錐形截面的棱錐形狀，使得第一光束和第 一光束在反射器表面上的反射束構(gòu)成三對反向傳播光束，以在反射器形成的空間內(nèi)捕獲原 子。反射器的這種特定形狀進而確保了良好的捕獲?？蓪⒎瓷淦髟O置為使得第二激光束沿與第一光束傳播方向相反的方向傳播，優(yōu)選 可將反射器設置為使得第二光束具有與第一光束的偏振相同的偏振。這有助于原子干涉條 紋的獲得。為了達成這點，反射器可具有截頭圓錐或截頭棱錐形狀，并具有與第一光束方向 垂直的平坦表面，該平坦表面被處理為使得在該平坦表面上反射的光束具有與第一光束的 偏振相同的偏振。
現(xiàn)描述本發(fā)明的傳感器的其它有利特征。原子源可包含設置在反射器的一個平坦表面上的原子晶片，以產(chǎn)生磁場俘獲的超 冷云。原子源的這個特征改善了對原子的俘獲和冷卻。該傳感器還可包含設置為以磁光方式俘獲冷原子的磁性單元，所述磁性單元相對 于反射器設置為使得冷原子被俘獲在反射器空間內(nèi)。還可將磁性單元設置為生成恒定磁場，以發(fā)射冷原子，從而獲得原子干涉條紋。例如，用以獲得原子干涉條紋的冷原子發(fā)射可以通過重力實現(xiàn)。通過以下方法中的至少一種方法可使原子源能夠生成原子蒸氣熱脫附；光照；冷點溫度控制。所述方法可實現(xiàn)令人滿意的原子蒸氣的生成。傳感器優(yōu)選包含真空室，反射器放置于真空室中，并且傳感器還包含設置為使第 一激光束進入真空室的傳導單元。在這種情況下，傳導單元可包含對第一激光束透明的窗體。傳感器還可包含設置為探測原子干涉條紋的探測單元。例如，這些探測單元包含設置為探測冷原子發(fā)出的共振熒光的光探測元件。本發(fā)明還涉及一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含前文所述的第一干涉測量傳感器和前文所 述的第二干涉測量傳感器，所述第一傳感器包含第一拉曼雙頻激光器，所述第二傳感器包 含第二拉曼雙頻激光器，由所述第一傳感器的第一激光器生成的激光束的傳播方向不同于所述第二傳感 器的第二激光器生成的激光束的傳播方向，所述系統(tǒng)還包含放置于所述第一激光器生成的 激光束與所述第二激光器生成的激光束的傳播方向的交叉點的探測單元。該系統(tǒng)也可包含前文所述的第三干涉測量傳感器，所述第三傳感器包含第三拉曼 雙頻激光器，由第三傳感器的第三激光器生成的激光束的傳播方向不同于所述第一傳感器 的第一激光器生成的激光束的傳播方向和所述第二傳感器的第二激光器生成的激光束的 方向，所述探測單元放置于所述第一激光器、第二激光器和第三激光器生成的光束的傳播 方向的交叉點。以這種方式，可以確立連續(xù)提供對若干慣性量(特別是加速和旋轉(zhuǎn)中的)進行讀 取的激光脈沖序列。


現(xiàn)參照附圖描述本發(fā)明的具體實施方式
，其中圖1示出了本發(fā)明第一實施方式的冷原子干涉測量傳感器的截面圖；圖2為在本發(fā)明的傳感器中設置為反射拉曼光束的反射器部分中的詳細截面圖；圖3為在本發(fā)明的傳感器中設置為反射拉曼光束的反射器的透視圖；圖4示出了本發(fā)明的一個實施方式的冷原子干涉測量傳感器的截面圖；圖5示出了本發(fā)明的一個實施方式的冷原子干涉測量傳感器的實施方式中使用 的設置有原子晶片的截頭棱錐形式的反射器；
6
圖6示出了包含兩個正交連接的本發(fā)明的干涉測量傳感器的多軸系統(tǒng)。在附圖中，除非作出相反的說明，否則相同的標記表示類似的技術要素。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明的干涉測量傳感器1包含原子源11，所述原子源11為固體容 器(針對溫度進行加熱和控制)或分配器的形式。通過利用分配器的熱脫附，或通過利用 LIAD類型技術的光照，或通過控制冷點的溫度，將原子源設置為可以在真空室6中獲得原 子蒸氣。真空室6包含截面可以是方形或圓形的玻璃管。真空室6在其一端以窗體5進行 封閉，另一端以下文中會更詳細描述的凸面反射器7進行封閉。反射器7優(yōu)選具有棱錐形 狀，棱錐底部測量為Icm 5cm。為了降低傳感器1可能受到的振動的影響，必要時可將反 射器7固定于包含例如用于讀出噪聲的低階加速度計的穩(wěn)定化系統(tǒng)上。干涉測量傳感器1還包含雙頻激光源2和用于調(diào)整源2生成的激光信號的系統(tǒng)3。 以已知方式將雙頻激光源2和調(diào)整系統(tǒng)3設置為彼此相關，以生成以所需尺寸和偏振特性 穿過窗體5的第一激光束4。具體地，第一激光束的尺寸可為Icm 5cm，以適應前述棱錐 狀反射器7。由雙頻激光器2發(fā)出的兩個頻率由傳感器1使用的原子的超精細結(jié)構(gòu)的頻率 所隔開，例如銣87的6800MHz。干涉測量傳感器1還包括置于真空室6中的光探測元件9，以使得能夠收集共振熒 光用于探測原子信號。真空室6整體上由標示為8的螺線管圍繞。螺線管8可部分地勵磁。螺線管8的 第一部分8a由兩個線圈組成，生成磁場梯度。該磁場梯度能夠在反射器7形成的空間內(nèi)的 捕獲區(qū)10中實現(xiàn)對原子的磁俘獲。螺線管8的第二部分8b完成了螺線管8，以在整個真空 室6中形成均勻的磁場?，F(xiàn)描述本發(fā)明的干涉測量傳感器1的工作。工作中，本發(fā)明的干涉測量傳感器1產(chǎn)生原子俘獲階段、原子發(fā)射階段和干涉測 量用的干涉測量階段。原子源11在真空室6位于反射器7處的頂部釋放原子。在俘獲階段中，雙頻激光束4穿過窗體5并進入真空室6。雙頻激光束4在棱錐狀 反射器7上進行多重反射。對于棱錐狀反射器7，由于在反射器表面上的多重反射，原子被 相當于沿空間三個方向反向傳播的三組光束的等效的6個激光束所捕獲，這將原子源釋放 的原子冷卻。如此被等效的6個光束捕獲的原子同時被螺線管8的部分8a生成的梯度磁 場所俘獲。因此，根據(jù)本發(fā)明，反射器7自身實現(xiàn)了對原子的捕獲和俘獲，以生成可在后續(xù) 發(fā)射階段中使用的冷原子。在俘獲階段中，激光束4的能流例如為2mW/cm2，也就是說按照棱錐狀反射器7的 構(gòu)造為1 25mW的功率。激光束4是雙頻的，其兩個頻率得到精確控制以與原子線相符。所述兩個頻率可 以相同的偏振或正交的偏振混合，并以接近上述原子超精細結(jié)構(gòu)的頻率差的值隔開。在俘獲階段中由螺線管8的部分8a生成的磁場梯度為10高斯/cm 20高斯/ cm0在發(fā)射階段，可將激光源關閉或?qū)⑵浯蜷_以輔助發(fā)射。在圖1所示的垂直結(jié)構(gòu)中，在關閉激光源時重力起到了發(fā)射力的作用。在其它結(jié)構(gòu)中，在保持激光源2打開的情況下， 由螺線管8的部分8b生成的恒定磁場產(chǎn)生發(fā)射力。在這種情況下，該恒定磁場可以是約1高斯。在發(fā)射階段中發(fā)射原子后，本發(fā)明的干涉測量傳感器在干涉階段進行干涉測量。 在這個階段，激光的調(diào)節(jié)不同于發(fā)射階段中的調(diào)節(jié)。激光束4的尺寸大于原子樣本的尺寸， 且激光的能流約為lOOmW/cm2。拉曼雙頻激光束4的兩個頻率例如以正交偏振混合，并以接 近所述原子超精細結(jié)構(gòu)的頻率差的值隔開。不過，可使用非正交的偏振，特別是在重力測量 模式中?？刂苾蓚€頻率的相位，即相對頻率誤差為使得測量時間中引起的相位差小于1弧 度。生成的磁場梯度為零，以使在反射器7處的捕獲區(qū)10中不再捕獲原子，并且螺線 管8的部分8b生成的恒定磁場在原子路徑上約為100毫高斯。以原子干涉測量領域中本身已知的方法，沿不同方向傳播的第一拉曼雙頻激光束 和第二拉曼雙頻激光束可以由冷原子的發(fā)射獲得原子干涉條紋。例如，原子干涉測量的原 理記載于申請US 5，274，232 中、前述論文“Characterisation of a cold-atom inertial sensor” (Florence YVER LEDUC，2004)、申請 FR-A-2848296 或者前述參考文獻 “Six-Axis Inertial Sensor Using Cold-Atom Interferometry，，?？傮w而言，根據(jù)本發(fā)明，拉曼雙頻激光束4在反射器7上進行逆向反射，以獲得沿 相反方向傳播的第二拉曼雙頻激光束。然后在干涉階段憑借本發(fā)明的干涉測量傳感器1獲 得干涉條紋。光探測元件9可以收集用于探測原子信號的原子共振熒光。因此，根據(jù)本發(fā)明，棱錐形狀的反射器7可以首先在俘獲階段和原子冷卻階段中 憑借反射器表面上的多重反射捕獲原子，進而可以反射拉曼雙頻激光束4，從而以逆向反射 結(jié)構(gòu)生成干涉階段中使用的第二拉曼雙頻激光束。使用同一反射器完成干涉測量傳感器的這兩項功能進而具有提高干涉測量傳感 器的小型化的優(yōu)點。下文將更詳細地說明原子探測原理。在探測原子時，詢問后，將激光束的第一頻率調(diào)整為循環(huán)躍遷(cycling transition)，例如對于銣87而言由F = 2到F = 3，以通過熒光探測F = 2狀態(tài)下的原子。 如果需要原子信號的標準化，使用調(diào)整為再泵浦原子的激光的第二頻率可以探測初始在F =1而由此再泵浦在F = 2以進行探測的原子?？刹捎脙煞N方法。第一種方法包括在空間上分離F = 1和F = 2的兩種云。在這種情況下，第一激光 脈沖使F = 2的原子停止，并使F = 1的原子繼續(xù)下落。當兩種云在空間上分離時，具有再 泵浦激光的第二激光脈沖可以通過在兩個不同的探測器上成像而同時探測兩種云的熒光。第二種方法是通過同一探測器但是在不同時間進行探測。在這種情況下，第一脈 沖可以探測F = +2的原子的熒光，然后通過加入再泵浦激光可以測量兩種水平的熒光的總 和。探測區(qū)域的高度可進而降低至10毫米。參照圖2和圖3，給出反射器7處多重反射原理的更為詳細的說明，所述多重反射 可以同時捕獲原子和生成逆向反射的拉曼光束，以進行干涉測量。圖2部分地示出了棱錐反射器7。例如，所述棱錐反射器7是立方楔形物。在幾何學上，可以認為，在整體上由標記4標示的激光束到達反射器7時，入射光束I在面7b上進 行第一次反射，并在相對面7a上進行第二次反射，使得反射器7的出口處的反射光束R具 有與入射光束相反的方向。反射光束R還具有與入射光束I相同的偏振。因此，如果入射 光束I為正圓方式的偏振，則反射光束R為正圓方式的偏振，但是沿相反的方向傳播。以這種方式，整體上標記為12的反射光束具有與入射光束4相同的偏振，這使得 在干涉測量傳感器中可以獲得原子干涉條紋。圖3為反射器7的透視圖，該圖示出了圖2的相對面7a和7b，還示出了其它兩個 相對面7c和7d。在該圖3中，可以理解的是，激光束4的多重反射可以首先獲得逆向反射 的拉曼光束12，還可在棱錐反射器7形成的空間內(nèi)捕獲原子。這是因為多重反射生成了確 保所述捕獲的反向傳播光束。 現(xiàn)說明本發(fā)明的干涉測量傳感器的變形。如圖4所示，本發(fā)明的一個實施方式的干涉測量傳感器1包含參照圖1所述的全 部技術要素和結(jié)構(gòu)不同的反射器7。圖4的干涉測量傳感器1包含具有頂部截斷的棱錐形狀的反射器13。因此，反射 器的頂部14在反射器中心是平坦的，但反射器的側(cè)壁相對于該中心部14是傾斜的。在該實施方式中，例如，用1/4λ刀片或以金屬處理對反射性頂部14進行處理，以 使拉曼光束在此部位發(fā)生反射時偏振發(fā)生偏轉(zhuǎn)。與圖1、圖2和圖3描述的反射器7 —樣，反射器13發(fā)揮了其捕獲原子進行冷卻的 作用和反射第一拉曼光束以生成干涉測量必需的第二拉曼光束的作用。如圖5所示，在這個實施方式中，可以將原子晶片15放置于截頭棱錐形式的反 射器13的一個或多個平坦部位，例如頂部14。將此類原子晶片設置為俘獲原子和生成玻 色-愛因斯坦凝聚體。現(xiàn)參照圖6描述含有前文所述的干涉測量傳感器的多軸系統(tǒng)的實施方式。如圖6所示，本發(fā)明的實施方式的系統(tǒng)16包含兩個正交設置并連接的干涉測量傳 感器Ia和lb。該干涉測量傳感器可以是如圖1描述的，也可以是如圖4所描述具有在頂部 截頭的反射器。以這種方式，可以建立連續(xù)提供對若干慣性量(特別是加速和旋轉(zhuǎn)中的)的讀取 的激光脈沖序列。本發(fā)明的系統(tǒng)16含有與干涉測量傳感器Ib連接的干涉測量傳感器la，這兩個傳 感器優(yōu)選以正交方式設置。干涉測量傳感器Ia包含反射器7a，所述反射器7a能夠通過多重反射使拉曼光束 4a發(fā)生發(fā)射從而在阱IOa中俘獲原子，并生成第二拉曼光束以進行干涉測量。同樣，干涉測量傳感器Ib包含反射器7b，所述反射器7b能夠通過多重反射使拉曼 光束4b發(fā)生發(fā)射從而在阱IOb中俘獲原子，并生成第二拉曼光束以進行干涉測量。通過放置于激光束4a和4b路徑交叉點的探測單元9進行干涉測量。系統(tǒng)1由線圈8環(huán)繞，所述線圈8設置為生成具有用于在捕獲區(qū)IOa和IOb俘獲 原子的梯度部分和恒定部分的磁場。運行中，通過激光4a和捕獲區(qū)IOa發(fā)出的冷原子進行的測量提供了對干涉測量儀 Ia的χ方向上的加速度的讀取，而通過激光4b和捕獲區(qū)IOb發(fā)出的冷原子進行的測量提供了對干涉測量儀Ib的y方向上的加速度的讀取。另外，通過激光4a和捕獲區(qū)IOb發(fā)出的冷原子進行的測量提供了對沿ζ軸旋轉(zhuǎn)的 速度的讀取。同樣，通過激光4b和捕獲區(qū)IOa發(fā)出的冷原子進行的測量提供了對沿ζ軸旋 轉(zhuǎn)的速度的讀取。在另一實施方式中，也可以通過在空間的三個方向上垂直安裝的三個如前文所述 的傳感器而制造干涉測量系統(tǒng)。在這種情況下，便制得了測量相當于三個旋轉(zhuǎn)量和三個加 速度的六個慣性量的慣性基臺。前文所述的干涉測量傳感器可用于形成物質(zhì)波重力計、加速度計或陀螺測試計。 由此獲得的器件具有小型化的優(yōu)點，因為省去了若干反射器和/或若干激光源。
權(quán)利要求
1.冷原子干涉測量傳感器(1，la,lb)，所述冷原子干涉測量傳感器包括原子源(11)；能夠產(chǎn)生第一拉曼雙頻激光束(4，4a，4b)的雙頻激光器(2)；設置為反射所述第一拉曼雙頻激光束以生成第二拉曼雙頻激光束(12)的反射器(7， 13)，所述第一激光束和所述第二激光束沿不同方向傳播，以由從所述原子源獲得的冷原子 的發(fā)射獲得原子干涉條紋，其特征在于，所述反射器(7，13)還被設置為使第一光束(4)能夠在所述反射器的表面 (7a, 7b, 7c, 7d, 14)多重反射，使得所述第一光束和其多重反射束能夠捕獲由所述原子源發(fā) 出的原子，從而獲得所述冷原子。
2.如權(quán)利要求1所述的冷原子干涉測量傳感器，其中，所述反射器被設置為使得所述 第一光束和所述第一光束在所述反射器表面上的反射束構(gòu)成用于捕獲原子的反向傳播光 束對，以獲得所述冷原子。
3.如權(quán)利要求2所述的冷原子干涉測量傳感器，其中，所述反射器被設置為使得所述 第一光束和所述第一光束在所述反射器表面上的反射束構(gòu)成三對反向傳播光束。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項所述的冷原子干涉測量傳感器，其中，所述反射器為凸面 反射器，使得所述第一光束和所述第一光束在所述反射器上的反射束能夠捕獲所述反射器 空間中的原子。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項所述的冷原子干涉測量傳感器，其中，所述反射器具有圓 錐或截頭圓錐形狀，使得所述第一光束和所述第一光束在所述反射器上的反射束可以捕獲 所述反射器形成的空間中的原子。
6.如權(quán)利要求5所述的冷原子干涉測量傳感器，其中，所述反射器為具有四方或截頭 棱錐形截面的棱錐形狀，使得所述第一光束和所述第一光束在所述反射器表面上的反射束 構(gòu)成三對反向傳播光束，以捕獲所述反射器形成的空間中的原子。
7.如前述權(quán)利要求中任一項所述的干涉測量傳感器，其中，所述反射器被設置為使得 所述第二激光束沿與所述第一光束的傳播方向相反的方向傳播。
8.如前述權(quán)利要求中任一項所述的干涉測量傳感器，其中，所述反射器被設置為使得 第二光束的偏振與所述第一光束的偏振相同。
9.如權(quán)利要求8所述的干涉測量傳感器，其中，所述反射器為具有與所述第一光束的 方向垂直的平坦表面(14)的截頭圓錐或截頭棱錐形狀，所述平坦表面(14)被處理為使得 所述平坦表面上反射的光束具有與所述第一光束的偏振相同的偏振。
10.如前述權(quán)利要求中任一項所述的干涉測量傳感器，其中，所述原子源包含設置于所 述反射器的一個平坦表面(14)上的原子晶片(15)，以生成磁場俘獲的超冷云。
11.如前述權(quán)利要求中任一項所述的冷原子干涉測量傳感器，其中，所述傳感器還包含 設置為以磁光方式俘獲所述冷原子的磁性單元(8，8a，8b)，所述磁性單元相對于所述反射 器設置為使得所述冷原子被俘獲在反射器空間內(nèi)。
12.如前述權(quán)利要求中任一項所述的冷原子干涉測量傳感器，其中，所述磁性單元還被 設置為生成恒定磁場，以實現(xiàn)所述冷原子發(fā)射，從而獲得所述原子干涉條紋。
13.如前述權(quán)利要求中任一項所述的冷原子干涉測量傳感器，其中，用以獲得所述原子 干涉條紋的所述冷原子的發(fā)射能夠通過重力實現(xiàn)。
14.如前述權(quán)利要求中任一項所述的冷原子干涉測量傳感器，其中，所述原子源能夠通 過下述方法中的至少一種方法生成原子蒸氣熱脫附；光照；冷點溫度控制。
15.如前述權(quán)利要求中任一項所述的冷原子干涉測量傳感器，所述傳感器還包含真空 室(6)，所述反射器放置于所述真空室中，并且所述傳感器還包含設置為使所述第一激光束 進入所述真空室的傳導單元(5)。
16.如前述權(quán)利要求中任一項所述的冷原子干涉測量傳感器，其中，所述傳導單元含有 對所述第一激光束透明的窗體(5)。
17.如前述權(quán)利要求中任一項所述的冷原子干涉測量傳感器，所述傳感器還包含設置 為探測所述原子干涉條紋的探測單元(9)。
18.如前述權(quán)利要求中任一項所述的干涉測量傳感器，其中，所述探測單元包含設置為 探測所述冷原子發(fā)出的共振熒光的光探測元件。
19.系統(tǒng)(16)，所述系統(tǒng)包含前述權(quán)利要求中任一項所述的第一干涉測量傳感器 (la)，和前述權(quán)利要求中任一項所述的第二干涉測量傳感器(lb)，所述第一傳感器包含第 一拉曼雙頻激光器，所述第二傳感器包含第二拉曼雙頻激光器，由所述第一傳感器的第一激光器生成的激光束(4a)的傳播方向不同于由所述第二傳 感器的第二激光器生成的激光束(4b)的傳播方向，所述系統(tǒng)還包含探測單元(9)，所述探 測單元(9)放置于所述第一激光器生成的激光束(4a)的傳播方向與所述第二激光器生成 的激光束(4b)的傳播方向的交叉點。
20.如前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包含權(quán)利要求1 18中任一項 所述的第三干涉測量傳感器，所述第三傳感器包含第三拉曼雙頻激光器，由所述第三傳感 器的第三激光器生成的激光束的傳播方向不同于由所述第一傳感器的第一激光器生成的 激光束的傳播方向和所述第二傳感器的第二激光器生成的激光束的傳播方向，所述探測單 元放置于所述第一激光器、所述第二激光器和所述第三激光器生成的光束的傳播方向的交點。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種冷原子干涉測量傳感器(1，1a，1b)，所述冷原子干涉測量傳感器包括原子源(11)；能夠產(chǎn)生第一拉曼雙頻激光束(4，4a，4b)的雙頻激光器(2)；設置為反射所述第一拉曼雙頻激光束以生成第二拉曼雙頻激光束(12)的反射器(7，13)，所述第一激光束和第二激光束沿不同方向傳播，以由從所述原子源獲得的冷原子發(fā)射獲得原子干涉條紋；其特征在于，所述反射器(7，13)被進一步設置為使第一光束(4)能夠在所述反射器表面(7a，7b，7c，7d，14)多重反射，使得所述第一光束和其多重反射束可以捕獲由所述原子源發(fā)出的原子，從而獲得冷原子。
文檔編號G01C19/58GK102007371SQ200980113274
公開日2011年4月6日 申請日期2009年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月12日
發(fā)明者菲利普·博耶, 阿諾德·蘭德拉金 申請人:國立科學研究中心, 巴黎奧貝斯維特瑞公司