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原文传递基于拉曼光谱用于量子精密测量的气室温度梯度测量方法

专利名称：	基于拉曼光谱用于量子精密测量的气室温度梯度测量方法
摘要：	一种基于拉曼光谱用于量子精密测量的气室温度梯度测量方法，通过拉曼光谱测量原子气室内部缓冲气体感受到的环境温度实现原子气室温度的高精度测量，通过移动放置于高精度导轨滑台上的拉曼激光束，可以实现高精度的原子气室内部温度梯度的原位测量，测量分辨率小于1mm，这将为量子精密测量装置的精度提升奠定坚实的基础。本发明方法可在原有的装置上进行改装，结构简单，易于实现，高精度原位测量原子气室内部的温度梯度，这将为量子精密测量装置的精度提升奠定坚实的基础。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京航空航天大学
发明人：	杜鹏程;武嘉琪;刘峰;全伟
专利状态：	有效
申请日期：	2022-07-26T00:00:00+0800
发布日期：	2022-12-23T00:00:00+0800
申请号：	CN202210883956.5
公开号：	CN115508327A
代理机构：	北京海虹嘉诚知识产权代理有限公司
代理人：	吴小灿
分类号：	G01N21/65;G01N21/01;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/65;G01N21/01
申请人地址：	100191 北京市海淀区学院路37号
主权项：	1.基于拉曼光谱用于量子精密测量的气室温度梯度测量方法，其特征在于，包括在穿透气室的检测光光路上设置拉曼激光光束，所述拉曼激光光束以沿气室内抽远光方向移动照射的方式入射气室，所述拉曼激光光束从所述气室出射到带有凸透镜的拉曼光谱仪，所述拉曼光谱仪与所述拉曼激光光束同步移动以原位测得气室不同位置的缓冲气体环境温度，从而得到气室温度梯度。 2.根据权利要求1所述的基于拉曼光谱用于量子精密测量的气室温度梯度测量方法，其特征在于，所述气室内充有碱金属原子，惰性气体氦气，以及缓冲气体氮气，所述拉曼激光光束从拉曼激光机上发出，所述拉曼激光机被布置在与气室内抽远光方向相平行的导轨滑台上，所述拉曼光谱仪的输出端依次通过光电倍增管和放大器连接计算机。 3.根据权利要求2所述的基于拉曼光谱用于量子精密测量的气室温度梯度测量方法，其特征在于，所述光电倍增管位于所述拉曼光谱仪的出口狭缝处，通过计算机控制拉曼光谱仪的光栅式旋转电机进行扫描，通过放大器产生的逻辑脉冲获得光子数信息，通过以下公式得到缓冲气体感受到的环境温度T，其中，C为实验测得的光子数，I为拉曼光束光强，V为气室体积，[N2]为缓冲气体的原子数密度，J为精细能级量子数，Z为旋转配分函数，Ej为初态的转动能级，σ为截面积，k为玻尔兹曼常数，gj为原子核的相同玻色子交换对称性要求产生的统计因子，e为自然常数。 4.根据权利要求1所述的基于拉曼光谱用于量子精密测量的气室温度梯度测量方法，其特征在于，所述拉曼激光机采用514nm波长激光机，所述气室的外围由内而外依次为烤箱，加热膜，三轴磁补偿线圈，以及磁屏蔽筒。 5.根据权利要求1所述的基于拉曼光谱用于量子精密测量的气室温度梯度测量方法，其特征在于，气室抽运光来自于抽运激光器，所述抽运激光器的抽运光束依次通过第一1/2波片，第一偏振分光棱镜，液晶，第二偏振分光棱镜，以及扩束镜到达反射镜，所述反射镜依次通过第二1/2波片，第三偏振分光棱镜，以及1/4波片将抽运光束照射到气室中。 6.根据权利要求5所述的基于拉曼光谱用于量子精密测量的气室温度梯度测量方法，其特征在于，所述第三偏振分光棱镜的透射侧连接所述1/4波片，反射侧连接光电转换器，所述光电转换器连接所述液晶。 7.根据权利要求4所述的基于拉曼光谱用于量子精密测量的气室温度梯度测量方法，其特征在于，所述514nm波长激光器出射的拉曼激光光束被聚焦于所述气室上，光斑小于1mm。