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作者：王德众;刘晓勇;李杰;贾志鹏;张雨辰;戴汉宁;
单位：中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心;中国科学技术大学中国科学院量子信息与量子科技创新研究院,上海量子科学研究中心;合肥国家实验室;
摘要：在锶原子光钟系统中，从原子炉喷出的锶原子气体需要经过塞曼减速器进行预冷却，由于径向速度较大的原子会脱离塞曼减速光作用区域，因此还需要对原子进行横向冷却。为实现塞曼减速器和横向冷却装置的小型化、集成化，并降低系统功耗，设计了总长度为95 mm的永磁体阵列塞曼减速器，可在67 mm的减速区域内将轴向速度260 m/s的原子减速至50 m/s，由40个小磁体固定在支架上构成减速磁场。横向冷却基于二维磁光阱原理，径向梯度磁场由塞曼减速器提供，位于轴向磁场零点处，σ~+-σ~-的光场通过集成到塞曼减速器内的折叠光学实现。根据原子束流轴向速度分布的测量结果，对集成横向冷却的塞曼减速装置进行了性能评估：从410℃的原子炉喷出的高温锶原子气体，速度在50 m/s以下的低速原子占比为0.5%，经过塞曼减速光减速后，低速原子比例提高到2.4%，横向冷却可将低速原子比例进一步提高到4.8%。在560 ms的装载时间内，一级冷却阶段俘获了8.0×10~5的87Sr原子，为实现高性能的小型化锶原子光钟提供了参考。
关键词：锶原子光钟;小型化原子源;塞曼减速器;横向冷却
基金资助：国家自然科学基金（12074367）; 上海市市级科技重大专项（2019SHZDZX01）; 中国科学院B类先导专项（XDB35020200）; 科技创新2030—“量子通信与量子计算机”重大项目（2021ZD0300106）
