一种悬浮带电微球测量电场的装置及方法
摘要文本
本发明公开了一种悬浮带电微球测量电场的装置及方法。本发明将同一激光束分为两组光路，一组为测量光路，用于测量超高真空中被悬浮的带电介质微球的质心运动位移，另一组为参考光路，参考光路除使用电场屏蔽器将被悬浮微球包围以外，其它结构与测量光路相同，可抑制激光光功率和指向波动引起的微球位移测量误差。测量光路和参考光路固定于同一平台，可抑制环境振动引起的微球位移测量误差。本发明中利用测量光路和参考光路之间的共模抑制效应，抑制了激光波动和环境振动的影响，大幅度提高了悬浮带电微球测量空间电场方案的精度性能。
申请人信息
- 申请人:之江实验室
- 申请人地址:311121 浙江省杭州市余杭区中泰街道科创大道之江实验室
- 发明人: 之江实验室
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种悬浮带电微球测量电场的装置及方法 |
| 专利类型 | 发明授权 |
| 申请号 | CN202311328695.1 |
| 申请日 | 2023/10/14 |
| 公告号 | CN117074801B |
| 公开日 | 2024/2/13 |
| IPC主分类号 | G01R29/12 |
| 权利人 | 之江实验室 |
| 发明人 | 祝训敏; 杨靖; 何沛彤; 傅振海; 高晓文; 胡慧珠 |
| 地址 | 浙江省杭州市余杭区中泰街道科创大道之江实验室 |
专利主权项内容
1.一种悬浮带电微球测量电场的装置，其特征在于，包括激光源(1)、第一分束器(2)、电场测量组件、第一光电面探测器(9)、第二光电面探测器(16)、第二分束器(17)、第一扰动抑制组件、第二扰动抑制组件、光电点探测器(19)和共模抑制运算电路(20)；激光源(1)的出射光入射至第一分束器(2)发生透射和反射，第一分束器(2)的透射光经电场测量组件后再入射至第一光电面探测器(9)中，第一分束器(2)的反射光入射至第二分束器(17)发生透射和反射，第二分束器(17)的透射光经第一扰动抑制组件后再入射至第二光电面探测器(16)中，第二分束器(17)的反射光经第二扰动抑制组件后再入射至光电点探测器(19)中，第一光电面探测器(9)、第二光电面探测器(16)和光电点探测器(19)均与共模抑制运算电路(20)相连；所述电场测量组件包括平面反射镜(3)、第一聚焦透镜(4)、第一微球(5)、第一势阱(6)、第一收集透镜(7)、第二聚焦透镜(8)和净电荷发生器(21)；第一微球(5)稳定悬浮在第一势阱(6)中，净电荷发生器(21)作用于第一微球(5)，使得第一微球(5)带上净电荷；第一分束器(2)的透射光依次经平面反射镜(3)、第一聚焦透镜(4)、第一微球(5)、第一收集透镜(7)和第二聚焦透镜(8)后再入射至第一光电面探测器(9)中；所述第一扰动抑制组件包括第三聚焦透镜(10)、第二微球(11)、第二势阱(12)、电场屏蔽器(13)、第二收集透镜(14)和第四聚焦透镜(15)；第二势阱(12)设置在电场屏蔽器(13)内，第二微球(11)稳定悬浮在第二势阱(12)中，第二分束器(17)的透射光沿光轴依次经第三聚焦透镜(10)、第二微球(11)、第二收集透镜(14)和第四聚焦透镜(15)后再入射至第二光电面探测器(16)中；所述第二扰动抑制组件包括第五聚焦透镜(18)，第二分束器(17)的反射光经第五聚焦透镜(18)后再入射至光电点探测器(19)中。