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一种用于氪原子的环形永磁体塞曼减速器

游翔宇 冯高平 王明东 饶伟 宋俊玲 王广宇 洪延姬

游翔宇, 冯高平, 王明东, 饶伟, 宋俊玲, 王广宇, 洪延姬. 一种用于氪原子的环形永磁体塞曼减速器[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(5): 520004-0520004(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0520004
引用本文: 游翔宇, 冯高平, 王明东, 饶伟, 宋俊玲, 王广宇, 洪延姬. 一种用于氪原子的环形永磁体塞曼减速器[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(5): 520004-0520004(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0520004
You Xiangyu, Feng Gaoping, Wang Mingdong, Rao Wei, Song Junling, Wang Guangyu, Hong Yanji. A toroidal permanent magnet Zeeman slower for Krypton[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(5): 520004-0520004(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0520004
Citation: You Xiangyu, Feng Gaoping, Wang Mingdong, Rao Wei, Song Junling, Wang Guangyu, Hong Yanji. A toroidal permanent magnet Zeeman slower for Krypton[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(5): 520004-0520004(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0520004

一种用于氪原子的环形永磁体塞曼减速器

doi: 10.3788/IRLA201948.0520004
基金项目: 

国家自然科学基金(61505263,61505262)

详细信息
    作者简介:

    游翔宇(1995-),男,硕士生,主要从事原子激光冷却与囚禁方面的研究。Email:younex@163.com

  • 中图分类号: O562.3

A toroidal permanent magnet Zeeman slower for Krypton

  • 摘要: 基于激光冷却与囚禁原理的原子阱痕量分析技术,可以对氪的放射性同位素进行高灵敏度检测,在地球物理与环境科学领域具有广泛应用。塞曼减速器可用于产生连续低速的原子束流,是原子阱痕量分析系统中的关键部件之一。采用永磁体设计的塞曼减速器组装和调试方便,磁场强度稳定,且不需要恒流电源和冷却装置,因此获得了越来越多的关注和研究。文中基于环形永磁体设计了一种用于氪原子的塞曼减速器,通过有限元分析得到了减速器磁场的空间分布,根据设计参数制造了环形永磁体塞曼减速器,测量了轴线上的磁场分布。减速器长度51.2 cm,有效减速区域长度46.9 cm,实测磁场与理论减速磁场最大偏差小于3.6 G,平均偏差1.3 G。进一步模拟了原子束流在设计磁场和实测磁场下的减速过程,并分析了磁场的径向变化对于原子束流减速的影响规律,结果表明:当原子束流直径小于20 mm时,该塞曼减速器可将初速度最大为250 m/s的氪原子减速至50 m/s。
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-12-07
  • 修回日期:  2019-01-13
  • 刊出日期:  2019-05-25

一种用于氪原子的环形永磁体塞曼减速器

doi: 10.3788/IRLA201948.0520004
    作者简介:

    游翔宇(1995-),男,硕士生,主要从事原子激光冷却与囚禁方面的研究。Email:younex@163.com

基金项目:

国家自然科学基金(61505263,61505262)

  • 中图分类号: O562.3

摘要: 基于激光冷却与囚禁原理的原子阱痕量分析技术,可以对氪的放射性同位素进行高灵敏度检测,在地球物理与环境科学领域具有广泛应用。塞曼减速器可用于产生连续低速的原子束流,是原子阱痕量分析系统中的关键部件之一。采用永磁体设计的塞曼减速器组装和调试方便,磁场强度稳定,且不需要恒流电源和冷却装置,因此获得了越来越多的关注和研究。文中基于环形永磁体设计了一种用于氪原子的塞曼减速器,通过有限元分析得到了减速器磁场的空间分布,根据设计参数制造了环形永磁体塞曼减速器,测量了轴线上的磁场分布。减速器长度51.2 cm,有效减速区域长度46.9 cm,实测磁场与理论减速磁场最大偏差小于3.6 G,平均偏差1.3 G。进一步模拟了原子束流在设计磁场和实测磁场下的减速过程,并分析了磁场的径向变化对于原子束流减速的影响规律,结果表明:当原子束流直径小于20 mm时,该塞曼减速器可将初速度最大为250 m/s的氪原子减速至50 m/s。

English Abstract

参考文献 (17)

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