海上浮标新型原子钟磁光阱数值模拟和参数优化

• 作者: 李嘉昕 陈海军 冯进军 吴启航
• 来源期刊: 上海海事大学学报
• 关键词: 浮标 磁光阱 铯原子 冷原子束
• 年，卷（期）: 2023,（3）
• 页码范围: 26-31
• 页数: 6页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13340/j.jsmu.2023.01.004

摘要

为了实现长时间实时采集并实时传输特定海域的海洋环境噪声、温度和深度等信息，需要提高浮标电子舱中原子钟自主守时的能力。本文基于蒙特卡洛方法对纵向冷却与推射分离的二维磁光阱(two-dimensinal magneto-optical trap with hollow cooling and pushing, 2D-HP MOT)产生冷铯原子束的过程进行数值模拟。选取1×108个均匀分布且速度满足麦克斯韦-玻尔兹曼分布的原子，利用龙格-库塔法求解铯原子的运动方程，得到原子束通量和磁光阱系统各项参数的关系。对磁场梯度、蒸气压、横向冷却光、中空光的相关参数进行优化。模拟结果显示优化后的原子束通量达到3.1×1011个/s。该方法能够方便快捷地优化2D-HP MOT系统的参数，为新型浮标的工程化设计提供理论指导。