基于阿基米德螺线的三导线环形磁导引-凌云龙.pdfVIP

物

理

学

报

Acta

Phys.

Sin.

Vol.

69,

No.

10

(2020)

100301

基于阿基米德螺线的三导线环形磁导引*

1)2)1)1)†

凌云龙

汪川

张海潮

1)

(中国科学院上海光学精密机械研究所,

量子光学重点实验室,

上海201800)

2)

(中国科学院大学,

北京100049)

(2020

年2

月25日收到;

2020

年3

月20日收到修改稿)

提出了一种三线阿基米德螺线结构产生环形磁势阱以囚禁中性原子的导引方案.

该结构具有π旋转对

称性,

由三根导线组成.

每根导线包含一对由圆弧连接的阿基米德螺线,

且具有中心对称性.

这种结构能够避

免电流引线端导致的导引缺口问题.

当加载直流电时,

可以形成闭合的环形磁导引,

但导引中心存在磁场零

点.

利用时间轨道平均势原理,

在直流电的基础上再加载交流调制,

对调制电流的参数进行分析和讨论后给

出优化方案,

使环形磁导引中心无磁场零点,

同时平滑了环形磁导引中心磁场强度在角向上的起伏变化.

该

结构可以刻蚀在芯片表面,

具有生产工艺简单、调制稳定等优点,

有利于实现导引型原子芯片陀螺仪.

关键词：环形磁导引,

阿基米德螺线,

原子芯片,

交流调制

PACS：03.75.Dg,

37.10.Gh,

37.25.+kDOI:10.7498/aps.69

[12]

2001年,

Sauer等利用同轴圆环导线产生了直

1

引言径为cm的环形磁导引,

实现了冷原子的装载.

[13]

2004年,

Wu等利用导线、箔纸等材料制作了

原子陀螺仪是用于测量旋转角速度[1−3]的原“跑道型”磁导引结构,

实现了数量为量级的冷

[4]原子在导引中的双向传播.

2005年,

Gupta等[14]

子干涉仪,

其原理是利用Sagnac效应和原子干

涉实现在惯性空间内对载体角速度信息的探测,

具利用四个同轴磁场线圈产生直径为—mm的环

有高精度、高灵敏度和高分辨率的特点,

在惯性导