一种测量⁸⁵Kr同位素的原子个数的方法和系统

摘要

本发明提供了一种测量⁸⁵Kr同位素的原子个数的系统。冷却激光照射装置将冷却激光调制装置输出的⁸⁵Kr冷却波长激光输出至冷却腔用于对⁸⁵Kr气体冷却，减速激光照射装置将减速激光调制装置输出的⁸⁵Kr减速波长激光输出至减速腔用于对⁸⁵Kr气体减速，囚禁激光照射装置将囚禁激光调制装置输出的⁸⁵Kr囚禁波长激光输出至囚禁腔用于对⁸⁵Kr气体囚禁；单原子计数装置对囚禁腔中被囚禁的原子的个数进行计数。照射冷却腔、减速腔和囚禁腔的激光分别为⁸⁵Kr冷却、减速和囚禁的特定波长，因此只有⁸⁵Kr被囚禁。本发明不需要粒子加速器等昂贵的电子设备，节约了成本，并且由于⁸⁵Kr原子被激发到亚稳态，再经冷却、减速后被囚禁的效率高，实现了高效测量⁸⁵Kr原子个数。本发明还提供了一种测量⁸⁵Kr同位素的原子个数的方法。

主权项

一种测量⁸⁵Kr同位素的原子个数的系统，其特征在于，所述系统包括：反馈式波长锁定的激光发生装置、分光装置、冷却激光调制装置、冷却激光照射装置、减速激光调制装置、减速激光照射装置、囚禁激光调制装置、囚禁激光照射装置、真空装置以及单原子计数装置；所述真空装置包括依次相连的样品腔、原子束产生装置、冷却腔、减速腔以及囚禁腔；所述反馈式波长锁定的激光发生装置用于通过反馈控制生成具有目的波长的激光，并将所述具有目的波长的激光输出至所述分光装置；所述分光装置用于将所述反馈式波长锁定的激光发生装置输出的激光分成三路，分别输出至冷却激光调制装置、减速激光调制装置以及囚禁激光调制装置；所述冷却激光调制装置用于将分光装置输出的一路激光调制成具有⁸⁵Kr冷却波长的激光，并将所述具有⁸⁵Kr冷却波长的激光输出至所述冷却激光照射装置；所述冷却激光照射装置用于将所述冷却激光调制装置输出的具有⁸⁵Kr冷却波长的激光输出至真空装置的冷却腔用于对⁸⁵Kr气体的冷却；所述减速激光调制装置用于将分光装置输出的一路激光调制成具有⁸⁵Kr减速波长的激光，并将所述具有⁸⁵Kr减速波长的激光输出至所述减速激光照射装置；所述减速激光照射装置用于将所述减速激光调制装置输出的具有⁸⁵Kr减速波长的激光输出至真空装置的减速腔用于对⁸⁵Kr气体的减速；所述囚禁激光调制装置用于将分光装置输出的一路激光调制成具有⁸⁵Kr囚禁波长的激光，并将所述具有⁸⁵Kr囚禁波长的激光输出至所述囚禁激光照射装置；所述囚禁激光照射装置用于将所述囚禁激光调制装置输出的具有⁸⁵Kr囚禁波长的激光输出至真空装置的囚禁腔用于对⁸⁵Kr气体的囚禁；所述原子束产生装置用于将样品腔的气体原子电离成亚稳态原子；所述单原子计数装置用于对囚禁腔中被囚禁的原子的个数进行计数；所述目的波长为⁸⁵Kr的吸收线中心波长；所述冷却激光调制装置包括第一声光调制器，所述第一声光调制器用于将分光装置输出的一路激光频率红移5MHz；所述减速激光调制装置包括第二声光调制器，所述第二声光调制器用于将分光装置输出的一路激光频率红移90MHz；所述囚禁激光调制装置包括第三声光调制器和电光调制器，所述第三声光调制器用于将分光装置输出的一路激光频率红移6MHz，所述电光调制器用于产生用于原子回泵的4级边带；所述分光装置包括：第二分束镜、第三分束镜和反射镜；所述第二分束镜将所述反馈式波长锁定的激光发生装置输出的激光分成反射激光和透射激光，其中，第二分束镜分成的反射激光输出至冷却激光调制装置，第二分束镜分成的透射激光输出至第三分束镜；所述第三分束镜将所述第二分束镜输出的透射激光分成反射激光和透射激光，其中，第三分束镜分成的反射激光输出至减速激光调制装置，第三分束镜分成的透射激光输出至反射镜；所述反射镜将所述第三分束镜输出的透射激光输出至囚禁激光调制装置；第二分束镜输出的反射激光与透射激光的功率比为2：3，第三分束镜输出的反射激光与透射激光的功率比为1：2。