谢玉林，卢本全，王叶兵，常宏



用于锶原子光钟永磁体塞曼减速器设计

谢玉林1,2,3，卢本全1,2,3，王叶兵1,2，常宏1,2

（1. 中国科学院国家授时中心, 西安 710600；2. 中国科学院时间频率基准重点实验室，西安 710600；3. 中国科学院大学，北京 100049）

研究用于锶原子光钟的永磁体塞曼减速器，根据实验条件计算88Sr原子束塞曼减速器的磁场分布，将起始速度为410m/s的锶原子减速至50m/s，经过横向磁场的原子通量为7.9×105。基于永磁体制作的塞曼减速器，可靠性高、体积小、重量轻，磁场分布可调，而且无需高电流和水冷装置，实现了永磁体塞曼减速器的小型化。

原子冷却；多普勒频移；塞曼减速器

0 引言

实现Sr冷原子光晶格钟需要产生大量的超低温Sr原子，通常由几个阶段的激光冷却过程来达到降低原子温度的目的，其中最重要的阶段是原子束经塞曼减速器减速后被囚禁在磁光阱中。原子束进入磁光阱前的冷却程度决定了磁光阱的工作效率，即原子载入率[1]。传统的塞曼减速器中，梯度磁场是由通电线圈产生的[2]，磁感应强度是通过电流控制的。传统的塞曼减速器制作简易、效率比较高，但受发热量大需水冷以及体积、质量和功耗都相对较大等因素的限制，不利于实现系统的小型化，特别是不利于实现可搬运体系的空间光钟。因此通过设计体积小、重量轻、功耗低的塞曼减速梯度磁场来获得低温原子，对锶光钟的实现显得尤为重要。目前，高精密原子光谱实验的研究[3]、玻色-爱因斯坦凝聚实验[4]以及冷原子频标研制[5]等都需要慢速原子束。……