(57)【要約】      （修正有）【課題】磁気光学トラップのための磁場コイル構成を提供する。【解決手段】磁気光学トラップのための磁場コイル構成は、第１面１１６を有する第１透明基板１０２と、前記第１面に対向する第２面１２６を有する第２透明基板１０４と、前記第１透明基板と前記第２透明基板との間に結合された１又は複数の側壁と、前記第１透明基板の前記第１面上の第１セットの磁場コイル１１０、１１２、１１４と、前記第２透明基板の前記第２面上の第２セットの磁場コイル１２０、１２２、１２６と、を備える。第２セットの磁場コイルは、前記第１セットの磁場コイルに対してオフセット調整されている。前記第１セットの磁場コイル及び前記第２セットの磁場コイルは、前記第１透明基板と前記第２透明基板との間の中央位置に四重極磁場分布を模擬する磁場分布を生成するようになっている。【選択図】図１
2015065436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気光学トラップのための磁場コイル構成であって、
第１面を有する第１透明基板と、
前記第１面に対向する第２面を有する第２透明基板と、
前記第１透明基板と前記第２透明基板との間に結合された１又は複数の側壁と、
前記第１透明基板の前記第１面上の第１セットの磁場コイルと、
前記第２透明基板の前記第２面上の第２セットの磁場コイルであって、前記第１セットの磁場コイルに対してオフセット調整された第２セットの磁場コイルと、
を備え、
前記第１セットの磁場コイル及び前記第２セットの磁場コイルは、前記第１透明基板と前記第２透明基板との間の中央位置に四重極磁場分布を模擬する磁場分布を生成するようになっている、
磁場コイル構成。
【請求項２】
請求項１の磁場コイル構成において、
前記第１セットの磁場コイルは、前記第１透明基板の前記第１面上の第１コイル、第２コイル、及び、第３コイルを備え、
前記第１コイルは、前記第１コイルに電流が反時計周りに流れるように第１電流源に接続され、
前記第２コイルは、前記第２コイルに電流が時計周りに流れるように第２電流源に接続され、
前記第３コイルは、前記第３コイルに電流が時計周りに流れるように第３電流源に接続され、
前記第２セットの磁場コイルは、前記第２透明基板の前記第２面上の第４コイル、第５コイル、及び、第６コイルを備え、
前記第４コイルは、前記第４コイルに電流が時計周りに流れるように第４電流源に接続され、
前記第５コイルは、前記第５コイルに電流が反時計周りに流れるように第５電流源に接続され、
前記第６コイルは、前記第６コイルに電流が反時計周りに流れるように第６電流源に接続される、
磁場コイル構成。
【請求項３】
磁気光学トラップ装置であって、
第１面を有する第１透明パネルと、
前記第１透明パネルの前記第１面上の第１セットの磁場コイルと、
前記第１面と対向する第２面を有する第２透明パネルと、
前記第２透明パネルの前記第２面上の第２セットの磁場コイルであって、前記第１セットの磁場コイルに対してオフセット調整されている第２セットの磁場コイルと、
前記第１透明パネルと前記第２透明パネルとの間に結合された１又は複数の側壁と、
前記第１透明パネル、前記第２透明パネル、及び、前記１又は複数の側壁、によって囲まれた真空チャンバと、
前記第１セットの磁場コイル及び前記第２セットの磁場コイルに電気的に接続された複数の電源と、
前記真空チャンバの中央位置において直交軸に沿ってレーザビームが交差するように、前記第１セットの磁場コイル及び前記第２セットの磁場コイルにおけるそれぞれの磁場コイルに対してレーザビームを向けるようになっている複数のレーザ装置と、
を備え、
前記第１セットの磁場コイル及び前記第２セットの磁場コイルは、前記真空チャンバの中央位置に四重極磁場分布を模擬する磁場分布を生成する、
磁気光学トラップ装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
[0001]磁気光学トラップ（ＭＯＴ）は、希釈された原子ガスを約１００μＫの温度まで冷却して捕捉するために使用される。ＭＯＴは、光の共鳴吸収を介して原子を冷却するセットのレーザと、各原子の双極磁気モーメントにかかる引力を介して原子を捕捉する四重極磁場分布と、を備える。ＭＯＴは、共鳴レーザ光がガス試料のところで全ての６デカルト軸に沿って向けられたときに最適に動作する。これらの軸の１つは、四重極磁場分布の主軸として最適に選択される。このジオメトリに対応するための従来の方法は、立方体の面として配置された窓を備えた真空チャンバ内で原子を捕捉することである。レーザ光は、全ての６デカルト軸に沿って各窓に対して垂直に、原子ガスを含むチャンバ内に向けられる。一対の磁気コイルが、典型的には、チャンバの対向する面に配置され、四重極磁場を生成する。
【０００２】
[0002]磁気光学トラップのための磁場コイル構成は、第１面を有する第１透明基板と、前記第１面に対向する第２面を有する第２透明基板と、前記第１透明基板と前記第２透明基板との間に結合された１又は複数の側壁と、前記第１透明基板の前記第１面上の第１セットの磁場コイルと、前記第２透明基板の前記第２面上の第２セットの磁場コイルと、を備える。第２セットの磁場コイルは、前記第１セットの磁場コイルに対してオフセット調整される。前記第１セットの磁場コイル及び前記第２セットの磁場コイルは、前記第１透明基板と前記第２透明基板との間の中央位置に四重極磁場分布を模擬する磁場分布を生成するようになっている。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
[0003]図面は、単に例示の実施形態を示すものであるので、本発明の範囲を制限するものと解釈すべきではない。例示の実施形態は、以下の図面を使用してさらに詳細に説明される。
【０００４】
【図１】[0004]図１は、一実施形態による磁気光学トラップ（ＭＯＴ）装置のための磁場コイル構成の斜視図である。
【図２】[0005]図２は、図１の磁場コイル構成の上面図である。
【図３Ａ】[0006]図３Ａは、図１の磁場コイル構成の上面図であり、さらに、一実施例における各コイルのための電流の流れ方向を示す図である。
【図３Ｂ】[0007]図３Ｂは、図３Ａの磁場コイル構成の斜視図であり、さらに、各コイルに対して結果として生じる磁場方向を示す図である。
【図４Ａ】[0008]図４Ａは、図１の磁場コイル構成の上面図であり、さらに、他の実施例における各コイルのための電流の流れ方向を示す図である。
【図４Ｂ】[0009]図４Ｂは、図４Ａの磁場コイル構成の斜視図であり、さらに、各コイルに対して結果として生じる磁場方向を示す図である。
【図５】[0010]図５は、一実施形態におけるＭＯＴ装置の斜視図である。
【図６】[0011]図６は、図５のＭＯＴ装置の簡略化された側面図である。
【図７】[0012]図７は、代替の実施形態におけるＭＯＴ装置のための真空セルを示す図である。
【図８】[0013]図８は、ＭＯＴ装置のための真空セルの断面を表す３次元磁場モデルを示す図である。
【図９】[0013]図９は、ＭＯＴ装置のための真空セルの断面を表す３次元磁場モデルを示す図である。
【図１０Ａ】[0014]図１０Ａは、ＭＯＴ装置のためのセンサ本体における全体磁場の要素を表す磁場ベクトルプロットを示す図である。
【図１０Ｂ】[0015]図１０Ｂは、図１０Ａにおいて磁場ベクトルがプロットされる、センサ本体の平面を示す図である。
【図１１Ａ】[0014]図１１Ａは、ＭＯＴ装置のためのセンサ本体における全体磁場の要素を表す磁場ベクトルプロットを示す図である。
【図１１Ｂ】[0015]図１１Ｂは、図１１Ａにおいて磁場ベクトルがプロットされる、センサ本体の平面を示す図である。
【図１２Ａ】[0014]図１２Ａは、ＭＯＴ装置のためのセンサ本体における全体磁場の要素を表す磁場ベクトルプロットを示す図である。
【図１２Ｂ】[0015]図１２Ｂは、図１２Ａにおいて磁場ベクトルがプロットされる、センサ本体の平面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
[0016]以下の詳細な説明では、当業者が本発明を実施できるように十分に詳細に記載される。本発明の範囲から離れることなく他の実施形態を実施することができることを理解すべきである。したがって、以下の詳細な説明は、本発明の範囲を制限するものと理解すべきではない。
【０００６】
[0017]原子センサで使用される平面冷却原子ＭＯＴのような磁気光学トラップ（ＭＯＴ）のための磁場コイル構成が提供される。磁場コイル構成は、一般的に、ＭＯＴの第１面上の第１セットの磁場コイルと、ＭＯＴの対向する第２面上の第２セットの磁場コイルと、を備える。一実施形態では、第１セットの磁場コイルは、第１面上に実質的に平坦な３つのコイルを備え、第２セットの磁場コイルは、対向する第２面上に実質的に平坦な３つのコイルを備える。
【０００７】
[0018]第１セットの磁場コイル及び第２セットの磁場コイルが１又は複数の電源に電気的に接続されたら、磁場コイルは、ＭＯＴの中心位置に四重極磁場分布を模擬する軸外れの磁場方向を形成し、主フィールド軸は入射するレーザビームに合わせられる。本磁場コイルは、従来のＭＯＴコイルを取り換える又は補足することができ、平坦でコンパクトなセンサパッケージの製造を可能にする。
【０００８】
[0019]本磁場コイル構成のさらに詳細が、図面とともに以下説明される。
【０００９】
[0020]図１及び図２は、一実施形態におけるＭＯＴのための磁場コイル配置１００を模式的に示す図である。一般的に、磁場コイル配置１００は、２セットの磁場コイルを備え、第１透明基板１０２上の第１セットの磁場コイルと、対向する第２透明基板１０４上の第２セットの磁場コイルと、を備える。図１に示すように、透明基板１０４は、透明基板１０２に対して離間するとともに垂直方向に配置されている。一実施形態では、透明基板１０２，１０４は、気密容器を提供するために、各対向端部が複数の支持側壁１０６に結合される。
【００１０】
[0021]透明基板１０２，１０４は、例えば平面ガラスパネルのようなガラス材料で形成することができる。側壁１０６は、シリコン、ガラス、又は他の硬質材料で形成することができる。一実施形態では、側壁１０６は、シリコンで製造され、透明基板１０２，１０４は、ガラスパネルで製造され、ガラスパネルは、側壁１０２の対向端部に陽極結合される。
【００１１】
[0022]第１セットの磁場コイルは、第１透明基板１０２の第１面１１６に配置された、第１コイル１１０、第２コイル１１２、及び、第３コイル１１４を備える。コイル１１０，１１２，１１４は、実質的に平面形状を有し、第１面１１６の中心位置１１７の周りに相互に離間している。第２セットの磁場コイルは、透明基板１０２の第１面１１６に対向する第２透明基板１０４の第２面１２６に配置された、第４コイル１２０、第５コイル１２２、及び、第６コイル１２４を備える。コイル１２０，１２２，１２４は、実質的に平面形状を有し、第２面１２６の中心位置１２７の周りに相互に離間している。
【００１２】
[0023]図２に示すように、コイル１１０，１１２，１１４は、第１面１１６上の各コイルが第２面１２６上の２つのコイルによってカバーされる領域に部分的に重なるように、コイル１２０，１２２，１２４に対してオフセット配置される。例えば、コイル１１０は、コイル１２２，１２４によってカバーされる領域に部分的に重なり、コイル１１２は、コイル１２０，１２２によってカバーされる領域に部分的に重なり、コイル１１４は、コイル１２０，１２４によってカバーされる領域に部分的に重なる。磁場コイルのこの配置は、磁場コイルが電気的に１又は複数の電源に接続されたときに、透明基板１０２と透明基板１０４との間の中央位置に生成される４極子磁場分配を模擬する磁場分配を許容する。
【００１３】
[0024]図１及び図２に示すように、各コイル１１０，１１２，１１４は、対応するペアの接続ライン１１１，１１３，１１５を備え、１又は複数の電源に接続するために第１面１１６に沿って第１面１１６を超えて伸びる。同様に、各コイル１２０，１２２，１２４は、対応するペアの接続ライン１２１，１２３，１２５を備え、１又は複数の電源に接続するために第２面１２６に沿って第２面１２６を超えて伸びる。実施形態では、各ペアの接続ラインの一方は、電源の正側に接続され、各ペアの接続ラインの他方は、電源の負側に接続される。電源は、実質的に一定のレベルを保持するパルス電流源である得る。
【００１４】
[0025]図１及び図２の磁場コイル配置は６つのコイルを備えるが、必要に応じてより多くの又はより少ないコイルを採用することができる。さらに、コイルは、円形状、楕円形状、などの形状であってもよい。
【００１５】
[0026]磁場コイルは、従来型の低コストのクリーンルーム技術を用いて平面に製造され得る。例えば、磁場コイルを形成する導電材料は、従来のクリーンルーム溶着技術を用いて、ガラス、パイレックス（登録商標）などの透明基板上に溶着される。このような溶着技術の一例としては、光又はｅビームリソグラフィ、スパッタリング、又はｅビーム蒸発を含む。導電材料は、銅、金、アルミニウムなど、様々な金属で形成され、同様に、酸化インジウム錫など光学的に透明の導電材料で形成され得る。導電材料は、各コイルのための所望の巻き回数を生成するために必要に応じて複数層に溶着される。代替の方法では、コイルは、シリコン基板に溶着によって独立に製造され、従来型の結合技術を用いて透明基板に取り付けられる。
【００１６】
[0027]図３Ａは、一実施形態において上から見たときの磁場コイル配置１００の各コイルの電流の方向を示す図である。コイル１１０の接続ライン１１１は、円矢印Ａによって示されるように電流がコイル１１０の周りに反時計周りに流れるように、第１電流源（Ｃ１）に接続される。コイル１１２の接続ライン１１３は、円矢印Ｂによって示されるように電流がコイル１１２の周りに時計周りに流れるように、第２電流源（Ｃ２）に接続される。コイル１１４の接続ライン１１５は、円矢印Ｃによって示されるように電流がコイル１１４の周りに時計周りに流れるように、第３電流源（Ｃ３）に接続される。コイル１２０の接続ライン１２１は、円矢印Ｄによって示されるように電流がコイル１２０の周りに時計周りに流れるように、第４電流源（Ｃ４）に接続される。コイル１２２の接続ライン１２３は、円矢印Ｅによって示されるように電流がコイル１２２の周りに反時計周りに流れるように、第５電流源（Ｃ５）に接続される。コイル１２４の接続ライン１２５は、円矢印Ｆによって示されるように電流がコイル１２４の周りに反時計周りに流れるように、第６電流源（Ｃ６）に接続される。
【００１７】
[0028]図３Ｂは、図３Ａの磁場コイル配置１００の斜視図であり、それぞれのコイルの電流の流れに対する磁場の方向をさらに示す図である。コイル１１０，１２２，１２４は、それぞれ矢印Ｇ，Ｈ，Ｉで示されるように磁場コイル配置１００の頂部へ向かう磁場方向を有する。コイル１１２，１１４，１２０は、それぞれ矢印Ｊ，Ｋ，Ｌで示されるように磁場コイル配置１００の底部へ向かう磁場方向を有する。
【００１８】
[0029]磁場コイル配置１００の図３Ａ，３Ｂに示された電流の流れの構成は、ＭＯＴの中心位置付近に近似的に良好な４重極場を提供し、ＭＯＴ内の原子の最適な冷却と捕捉を提供する。
【００１９】
[0030]図４Ａは、他の実施形態において上から見たときの磁場コイル配置１００の各コイルの電流の方向を示す図である。コイル１１０の接続ライン１１１は、円矢印Ａによって示されるように電流がコイル１１０の周りに時計周りに流れるように、第１電流源（Ｃ１）に接続される。コイル１１２の接続ライン１１３は、円矢印Ｂによって示されるように電流がコイル１１２の周りに時計周りに流れるように、第２電流源（Ｃ２）に接続される。コイル１１４の接続ライン１１５は、円矢印Ｃによって示されるように電流がコイル１１４の周りに時計周りに流れるように、第３電流源（Ｃ３）に接続される。コイル１２０の接続ライン１２１は、円矢印Ｄによって示されるように電流がコイル１２０の周りに反時計周りに流れるように、第４電流源（Ｃ４）に接続される。コイル１２２の接続ライン１２３は、円矢印Ｅによって示されるように電流がコイル１２２の周りに反時計周りに流れるように、第５電流源（Ｃ５）に接続される。コイル１２４の接続ライン１２５は、円矢印Ｆによって示されるように電流がコイル１２４の周りに反時計周りに流れるように、第６電流源（Ｃ６）に接続される。
【００２０】
[0031]図４Ｂは、図４Ａの磁場コイル配置１００の斜視図であり、それぞれのコイルの電流の流れに対する磁場の方向をさらに示す図である。コイル１１０，１１２，１１４は、各コイルの周りに時計周りに電流が流れており、それぞれ矢印Ｇ，Ｊ，Ｋで示されるように磁場コイル配置１００の底部へ向かう磁場方向を有する。コイル１２０，１２２，１２４は、それぞれ矢印Ｌ，Ｈ，Ｉで示されるように磁場コイル配置１００の頂部へ向かう磁場方向を有する。
【００２１】
[0032]磁場コイル配置１００の図４Ａ，４Ｂに示された電流の流れの構成は、ＭＯＴの中心位置付近に近似的に良好な４重極場を提供し、ＭＯＴ内の原子の最適な冷却と捕捉を提供する。
【００２２】
[0033]図５及び図６は、上述の磁場コイル構成を実施可能な一実施形態によるＭＯＴ装置２００を示す図である。ＭＯＴ装置２００は、一般的に、第１透明パネル２０４、対向する第２透明パネル２０６、及び、透明パネル２０４，２０６間の複数の側壁２０８を備える真空セル２０２を含み、原子冷却のための真空チャンバ２０９を形成する。図５に示すように、第１セットの磁場コイルは、透明パネル２０４に配置され、第１コイル２１０、第２コイル２１２、及び第３コイル２１４を備える。第２セットの磁場コイルは、透明パネル２０６に配置され、図２において説明されたように、第１セットの磁場コイルに対してオフセット配置されている。磁場コイルは、図３Ａにおいて説明されたように、複数の電流源に電気的に接続され得る。
【００２３】
[0034]複数のレーザ装置２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃはそれぞれ、図５に示すように、コリメートされたレーザビームを、透明パネル２０４上の第１コイル２１０，第２コイル２１２，及び第３コイル２１４を介して真空チャンバ２０９内部へ向けるようになっている。同様に、複数のレーザ装置２２０ｄ，２２０ｅ，２２０ｆはそれぞれ、コリメートされたレーザビームを、透明パネル２０６上の磁場コイルを介して、レーザ装置２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃから放射されたレーザビームとは反対の方向に、真空チャンバ２０９内部へ向けるようになっている。透明パネル２０４，２０６上の磁場コイルを通ったレーザビームは、直交軸に沿って真空チャンバ２０９の中央位置２２４においてビームが交差するように角度付けされる。
【００２４】
[0035]例えば、図６に示すように、透明パネル２０４，２０６の表面に対して約４５°の角度（ａ）で真空チャンバ２０９内部へ伝搬し得る。レーザ装置２２０ａは、透明パネル２０４上のコイルを介してレーザビームを中央位置２２４へ向け、レーザ装置２２０ｄは、反対の方向に、透明パネル２０６上のコイルを介してレーザビームを中央位置２２４へ向け、レーザビームは、中央位置２２４において交差する。他のレーザ装置は、真空チャンバ２０９の中央位置２２４においてビームが直交交差するように、同様にレーザビームを伝搬する。この結果、真空チャンバ２０９内部で適切に原子の冷却と捕捉が行われる。
【００２５】
[0036]真空セル２０２は、様々な態様で冷却原子センサのための真空パッケージとして実現することができる。真空セル２０２が冷却原子センサの一部として機能する場合、真空チャンバ２０９は、中央位置２２４においてレーザビームの交差によって冷却される原子を含む。捕捉された原子は、正確な原子時計、磁気計、ジャイロスコープ、加速度計、などの一部として監視される。
【００２６】
[0037]図７は、代替の実施形態における、上記の磁場コイル構成を適用可能な、ＭＯＴのための真空セル３０２を示す図である。真空セル３０２は、第１透明パネル３０４、対向する第２透明パネル、及び、透明パネル間の、原子冷却のための真空チャンバを囲む複数の側壁３０８、を備える。第１セットの磁場コイルは、透明パネル３０４に配置され、第１コイル３１０、第２コイル３１２、及び、第３コイル３１４を備える。第２セットの磁場コイルは、対向する透明パネルに配置され、図２に関して上述したように、第１セットの磁場コイルに対してオフセット調整される。磁場コイルは、図３Ａに関して上述したように、複数の電流源に電気的に接続される。
【００２７】
[0038]追加の磁場コイル３２０は、図７に示すように、透明パネル３０４に配置され、コイル３１０，３１２，３１４を囲む。同様の磁場コイルは、対向する透明パネルに配置され、第２セットの磁場コイルを囲む。磁場コイル３２０は、レーザビームの交差に関する磁場分布の中心の最適化を可能にするバイアス磁場を提供する。
【００２８】
[0039]一実施形態では、真空セル３０２の磁場コイルは、２０１２年１０月２９日に出願されたFOLDED OPTICS FOR BATCH FABRICATED ATOMIC SENSORというタイトルの米国特許出願（出願番号13/663,057）に開示されているような、内部折り返し光学系に対応し、上記出願の開示は、完全に平坦なバッチ製造ＭＯＴを作るために、参照によって本願に組み込まれる。折り返し光学系を備えるＭＯＴに本磁場コイル構成を追加することによって、レーザビームの交差に関して４重極電場が最適化され、原子の適切な冷却及び捕捉が提供される。
【００２９】
[0040]図８は、上述の磁場コイル構成を備えたＭＯＴ用真空セルの断面を表す３次元（３Ｄ）磁場モデル４００を示す図である。断面は真空セルの側壁に平行である。磁場は、符号４１０で示すように真空セルの中心領域では最小（０付近）であり、符号４２０で示すようにレーザビームの伝搬方向に沿ってコイルの領域に向けて外側に強いグラデーションで延びる。
【００３０】
[0041]図９は、上述の磁場コイル構成を備えたＭＯＴ用真空セルの軸ずれの断面を表す３次元磁場モデル４５０を示す図である。上記と同様に、磁場は、符号４１０で示すように真空セルの中心領域では最小（０付近）であり、符号４２０で示すようにレーザビームの伝搬方向に沿ってコイルの領域に向けて外側に強いグラデーションで延びる。
【００３１】
[0042]図１０Ａは、図１０Ｂに示すＭＯＴの真空セルのようなセンサ本体５００のｘ＝０平面における全体磁束密度（Ｂ）の｛Ｂｙ，Ｂｚ｝要素を示す磁場ベクトルプロットである。センサ本体５００は、上部透明面の３つのコイル５１０，５１２，５１４と、下部透明面の３つのコイル５２０，５２２，５２４と、を含む６つのコイルの磁場コイル構成を備える。図１１Ａは、図１１Ｂに示すセンサ本体５００のｙ＝０平面における全体磁束密度（Ｂ）の｛Ｂｘ，Ｂｚ｝要素を示す磁場ベクトルプロットである。図１２Ａは、図１２Ｂに示すセンサ本体５００のｚ＝０平面における全体磁束密度（Ｂ）の｛Ｂｘ，Ｂｙ｝要素を示す磁場ベクトルプロットである。図１０Ａ，１１Ａ，１２Ａの各プロットの中心の原点は、センサ本体５００の内部の平面が交差する中心位置を表している。プロットに示すように、磁場の要素は、中心に向かうにしたがって小さくなり、中心では０になる。
実施例
【００３２】
[0043]例１は、磁気光学トラップのための磁場コイル構成を備え、磁場コイル構成は、第１面を有する第１透明基板と、前記第１面に対向する第２面を有する第２透明基板と、前記第１透明基板と前記第２透明基板との間に結合された１又は複数の側壁と、前記第１透明基板の前記第１面上の第１セットの磁場コイルと、前記第２透明基板の前記第２面上の第２セットの磁場コイルであって、前記第１セットの磁場コイルに対してオフセット調整された第２セットの磁場コイルと、を備え、前記第１セットの磁場コイル及び前記第２セットの磁場コイルは、前記第１透明基板と前記第２透明基板との間の中央位置に四重極磁場分布を模擬する磁場分布を生成するようになっている。
【００３３】
[0044]例２の磁場コイル構成は、例１の磁場コイル構成を備え、前記第１透明基板と前記第２透明基板はそれぞれ、ガラスパネルを備える。
【００３４】
[0045]例３の磁場コイル構成は、例１又は例２の磁場コイル構成を備え、前記第１セットの磁場コイルは、１又は複数の電源に電気的に接続され、前記第２セットの磁場コイルは、１又は複数の電源に電気的に接続される。
【００３５】
[0046]例４の磁場コイル構成は、例１〜例３のいずれか１つの磁場コイル構成を備え、前記第１セットの磁場コイルは、前記第１透明基板の前記第１面の中央位置の周りに実質的に平らに配置され互いに離間している第１コイル、第２コイル、及び、第３コイルを備える。
【００３６】
[0047]例５の磁場コイル構成は、例４の磁場コイル構成を備え、前記第２セットの磁場コイルは、前記第２透明基板の前記第２面の中央位置の周りに実質的に平らに配置され互いに離間している第４コイル、第５コイル、及び、第６コイルを備える。
【００３７】
[0048]例６の磁場コイル構成は、例４又は例５の磁場コイル構成を備え、前記第１コイルは、前記第１コイルに電流が反時計周りに流れるように第１電流源に接続され、前記第２コイルは、前記第２コイルに電流が時計周りに流れるように第２電流源に接続され、前記第３コイルは、前記第３コイルに電流が時計周りに流れるように第３電流源に接続される。
【００３８】
[0049]例７の磁場コイル構成は、例５又は例６の磁場コイル構成を備え、前記第４コイルは、前記第４コイルに電流が時計周りに流れるように第４電流源に接続され、前記第５コイルは、前記第５コイルに電流が反時計周りに流れるように第５電流源に接続され、前記第６コイルは、前記第６コイルに電流が反時計周りに流れるように第６電流源に接続される。
【００３９】
[0050]例８の磁場コイル構成は、例４又は例５の磁場コイル構成を備え、前記第１コイルは、前記第１コイルに電流が時計周りに流れるように第１電流源に接続され、前記第２コイルは、前記第２コイルに電流が時計周りに流れるように第２電流源に接続され、前記第３コイルは、前記第３コイルに電流が時計周りに流れるように第３電流源に接続される。
【００４０】
[0051]例９の磁場コイル構成は、例５〜例８のいずれか１つの磁場コイル構成を備え、前記第４コイルは、前記第４コイルに電流が反時計周りに流れるように第４電流源に接続され、前記第５コイルは、前記第５コイルに電流が反時計周りに流れるように第５電流源に接続され、前記第６コイルは、前記第６コイルに電流が反時計周りに流れるように第６電流源に接続される。
【００４１】
[0052]例１０は、磁気光学トラップ装置を備え、磁気光学トラップ装置は、第１面を有する第１透明パネルと、前記第１透明パネルの前記第１面上の第１セットの磁場コイルと、前記第１面と対向する第２面を有する第２透明パネルと、前記第２透明パネルの前記第２面上の第２セットの磁場コイルであって、前記第１セットの磁場コイルに対してオフセット調整されている第２セットの磁場コイルと、前記第１透明パネルと前記第２透明パネルとの間に結合された１又は複数の側壁と、前記第１透明パネル、前記第２透明パネル、及び、前記１又は複数の側壁によって囲まれた真空チャンバと、を備える。磁気光学トラップ装置は、さらに、前記第１セットの磁場コイル及び前記第２セットの磁場コイルに電気的に接続された複数の電源と、前記真空チャンバの中央位置において直交軸に沿ってレーザビームが交差するように、前記第１セットの磁場コイル及び前記第２セットの磁場コイルにおけるそれぞれの磁場コイルに対してレーザビームを向けるようになっている複数のレーザ装置と、を備える。前記第１セットの磁場コイル及び前記第２セットの磁場コイルは、前記真空チャンバの中央位置に四重極磁場分布を模擬する磁場分布を生成する。
【００４２】
[0053]例１１の磁気光学トラップ装置は、例１０の磁気光学トラップ装置を備え、前記第１透明パネルと前記第２透明パネルはそれぞれ、ガラスパネルを備える。
【００４３】
[0054]例１２の磁気光学トラップ装置は、例１０又は例１１の磁気光学トラップ装置を備え、前記第１セットの磁場コイルは、前記第１透明パネルの前記第１面の中央位置の周りに実質的に平らに配置され互いに離間している第１コイル、第２コイル、及び、第３コイルを備える。
【００４４】
[0055]例１３の磁気光学トラップ装置は、例１２の磁気光学トラップ装置を備え、前記第２セットの磁場コイルは、前記第２透明パネルの前記第２面の中央位置の周りに実質的に平らに配置され互いに離間している第４コイル、第５コイル、及び、第６コイルを備える。
【００４５】
[0056]例１４の磁気光学トラップ装置は、例１２又は例１３の磁気光学トラップ装置を備え、前記第１コイルは、前記第１コイルに電流が反時計周りに流れるように第１電流源に接続され、前記第２コイルは、前記第２コイルに電流が時計周りに流れるように第２電流源に接続され、前記第３コイルは、前記第３コイルに電流が時計周りに流れるように第３電流源に接続される。
【００４６】
[0057]例１５の磁気光学トラップ装置は、例１３又は例１４の磁気光学トラップ装置を備え、前記第４コイルは、前記第４コイルに電流が時計周りに流れるように第４電流源に接続され、前記第５コイルは、前記第５コイルに電流が反時計周りに流れるように第５電流源に接続され、前記第６コイルは、前記第６コイルに電流が反時計周りに流れるように第６電流源に接続される。
【００４７】
[0058]例１６の磁気光学トラップ装置は、例１０〜例１５のいずれか１つの磁気光学トラップ装置を備え、前記真空セルは、さらに、前記第１セットの磁場コイルを実質的に囲む追加の磁場コイルを前記第１面上に備える。
【００４８】
[0059]例１７の磁気光学トラップ装置は、例１６の磁気光学トラップ装置を備え、前記真空セルは、さらに、前記第２セットの磁場コイルを実質的に囲む追加の磁場コイルを前記第２面上に備える。
【００４９】
[0060]例１８は、磁気光学トラップのための真空セルの製造方法を備え、前記方法は、第１透明基板の第１面上に第１セットの磁場コイルを形成するステップと、第２透明基板の第２面上に第２セットの磁場コイルを形成するステップと、前記第１面が前記第２面に対向されるとともに前記第２セットの磁場コイルが前記第１セットの磁場コイルに対してオフセット調整されるように、前記第１透明基板及び前記第２透明基板を１又は複数の側壁に取り付けるステップと、前記第１透明基板、前記第２透明基板、及び、前記１又は複数の側壁、によって囲まれた真空チャンバを形成するステップと、を備え、前記第１セットの磁場コイル及び前記第２セットの磁場コイルは、前記真空チャンバの中央位置に四重極磁場分布を模擬する磁場分布を生成する。
【００５０】
[0061]例１９の方法は、例１８の方法を備え、前記第１セットの磁場コイルは、前記第１透明基板の前記第１面の中央位置の周りに実質的に平らに配置され互いに離間している第１コイル、第２コイル、及び、第３コイルを備える。
【００５１】
[0062]例２０の方法は、例１９の方法を備え、前記第２セットの磁場コイルは、前記第２透明基板の前記第２面の中央位置の周りに実質的に平らに配置され互いに離間している第４コイル、第５コイル、及び、第６コイルを備える。
【００５２】
[0063]本発明は、その本質的な特徴から離れることなく他の形態で実施され得る。記載された実施形態は、単なる例示であって本発明を制限するものではない。したがって、本発明は、特許請求の範囲及びその均等の範囲によってのみ制限されることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
2015065436000001.pdf