"複数の原子の冷却、トラップ、操作、押し込みおよび検出用の複数のレーザバンドであって、各々が前記複数の原子の基準状態52S1/2の超微細準位F1、F2と励起状態52P3/2の超微細準位F’2、F’3との間のエネルギー遷移に等しい周波数に適合されている複数のレーザバンドを発生させるレーザシステム13を含む、特に現場での用途に適した原子干渉法による絶対重力測定装置10において、前記レーザシステム13が第1のバンド30を放射し周波数的に安定化された第1のレーザ光源23と、前記第1のレーザ光源23と同位相にされており、再ポンピング用バンド37を放射する第2のレーザ光源24と、を含み、前記第1のレーザ光源23および前記第2のレーザ光源24が、検出用のバンド31、三次元磁気光学トラップを生じさせるバンド32、押し込み用のバンド33および参照バンド36を発生させることのできる二次バンド発生手段29と関連し、前記レーザシステムが、前記参照バンド36の入力から2つの重畳したラマン干渉バンド41の出力を発生することができるラマンバンド発生手段39も含み、前記ラマンバンド発生手段39が、前記再ポンピング用バンド37とも追加的に連結されて二次元磁気光学トラップを生じさせる3つのバンド53を発生させることができる冷却用のバンドを発生させる手段40と関連付けられていることを特徴とする、特に現場での用途に適した原子干渉法による絶対重力測定装置10。前記ラマンバンド発生手段39は、前記参照バンドを第1の三次バンド47と第2の三次バンド48に分離するバンド分離手段60と、前記複数の原子の前記基準状態52S1/2の2つの超微細準位F1、F2間の周波数差の約1/4に等しい値だけ、前記第1の三次バンド47を高周波数側に、前記第2の三次バンド48を低周波数側にそれぞれシフトさせることのできる第1の電気光学変調器43および第2の電気光学変調器44と、を含み、前記第1の音響光学変調器43および第2の音響光学変調器44が、2つの重畳したラマンバンド41を発生させるこれらの変調器43、44を前記三次バンド47、48の一部が二重に通過するのを許す反射手段50と関連付けられていることを特徴とする、請求項1に記載の特に現場での用途に適した原子干渉法による絶対重力測定装置10。前記レーザシステム13が前記第1の光源23と前記二次バンド発生手段29との間に、前記第1のバンド30を増幅するための第1の光増幅器28を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載の特に現場での用途に適した原子干渉法による絶対重力測定装置10。前記ラマンバンド発生手段39が前記2つの重畳したラマンバンド41を増幅する第3の光増幅器46を含み、前記第3の光増幅器46が、前記2つの重畳したラマンバンド41の強度を1マイクロ秒未満の時間範囲で制御することのできる第3の音響光学変調器45と連結されていることを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載の特に現場での用途に適した原子干渉法による絶対重力測定装置10。前記レーザシステム13は、前記二次バンド発生手段29と前記ラマンバンド発生手段39との間に、前記参照バンド36を増幅する第2の光増幅器38を含むことを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載の特に現場での用途に適した原子干渉法による絶対重力測定装置10。前記第1の光増幅器28、前記第2の光増幅器38および前記第3の光増幅器46はテーパ付きのタイプであることを特徴とする、請求項5に記載の特に現場での用途に適した原子干渉法による絶対重力測定装置10。前記第1のレーザ光源23は、[384227935.0MHz,384227935.5MHz]の周波数範囲内に含まれる絶対周波数を有する拡張共振器型半導体レーザであることを特徴とする、請求項1から6のいずれか1項に記載の特に現場での用途に適した原子干渉法による絶対重力測定装置10。前記第2のレーザ光源24は、[384234682MHz,384234684MHz]の周波数範囲内に含まれる絶対周波数を有する分散型フィードバックレーザであることを特徴とする、請求項1から7のいずれか1項に記載の特に現場での用途に適した原子干渉法による絶対重力測定装置10。前記第1のレーザ光源23は、変調伝達分光法MTSの技術を具備することのできる周波数接続手段27と関連付けられていることを特徴とする、請求項1から8のいずれか1項に記載の特に現場での用途に適した原子干渉法による絶対重力測定装置10。前記二次バンド発生手段29、前記ラマンバンド発生手段39および前記冷却用のバンドを発生させる手段40は、必要なときにバンドを消すことのできる複数の機械的シャッターを含むことを特徴とする、請求項1から9のいずれか1項に記載の特に現場での用途に適した原子干渉法による絶対重力測定装置10。互いに接続された測定ヘッド11と制御および供給用のラック12とを含み、前記測定ヘッド11が、前記レーザシステム13と、冷却原子試料をトラップおよび自由落下させる超高真空システム14と、を含み、前記レーザシステム13によって発生するバンドが複数の光ファイバによって前記超高真空システム14へ移送され、前記測定ヘッド11は振動を制御するための震動減衰システム15も含むことを特徴とする、請求項1から10のいずれか1項に記載の特に現場での用途に適した原子干渉法による絶対重力測定装置10。前記超高真空システム14が八角形の一次チャンバ61と、前記一次チャンバの下に配置された立方体の二次チャンバ63と、前記一次チャンバ61を前記二次チャンバ63に接続する円筒状ダクト62と、を含み、前記レーザシステム13によって発生するバンドを通す複数の光学窓64が前記一次チャンバおよび前記二次チャンバに設けられていることを特徴とする、請求項11に記載の特に現場での用途に適した原子干渉法による絶対重力測定装置10。前記一次チャンバ61に、磁気光学トラップを生じさせるための磁場を発生させることのできる2つのボビン66を収容する2つの台座が設けられており、前記トラップは、前記磁気光学トラップ32を生じさせるためのバンドから得られた少なくとも4つのバンドを前記一次チャンバ61内へ注入することと、前記2つのボビン66によって生じるトラップ用の前記磁場の同時の活性化と、を通じて実現されることを特徴とする、請求項12に記載の特に現場での用途に適した原子干渉法による絶対重力測定装置10。前記超高真空システム14が磁気遮蔽ケース20内に収容されていることを特徴とする、請求項11から13のいずれか1項に記載の特に現場での用途に適した原子干渉法による絶対重力測定装置10。前記測定ヘッド11は、見込まれる温度低下を補償することのできる抵抗体と温度センサとが協働している金属ケース22の内側に設置されていることを特徴とする、請求項11から14のいずれか1項に記載の特に現場での用途に適した原子干渉法による絶対重力測定装置10。これらの図を参照すると、地球物理学用の原子干渉法による絶対重力測定装置が示され、全体として符号10として表示されている。地球物理学用の原子干渉法による絶対重力測定装置10は、測定ヘッド11と、制御および供給用のラック12と、を含み、これらが互いに電線および或る場合には光ファイバ図示せずによって接続される。原子干渉法による絶対重力測定装置10の測定ヘッド11は、冷却原子試料をトラップし自由落下させるための超高真空システム14と、振動を制御するための震動減衰システム15と、を含む。この原子干渉法による絶対重力測定装置10は、原子の冷却、トラップ、操作および検出のためのバンドを発生させるレーザシステム13と電子制御システム図示せずも含み、これらは測定ヘッド11内または制御および供給用ラック12内に含まれてもよい。レーザシステム13が測定ヘッド11内に含まれる場合には、レーザシステム13から発せられたバンドを搬送する光ファイバも測定ヘッド11内に含まれ、したがってラック12は電線によってのみ測定ヘッド11に接続される。例示された好ましい実施形態では、測定ヘッド11は鉛直に展開するフレーム17を有し、その上端部に支持プレート16が取付けられている。レーザシステム13を含む金属製のケースが上部の支持プレート16に固定される。磁気遮蔽ケース20内に封入された超高真空システム14は、上部の支持プレート16の下で、係合支持手段19によってフレーム17に束縛される。震動減衰システム15はフレーム17の下端部に束縛されている。この震動減衰システム15は、干渉バンドinterferometricbandを反射するために用いられる再帰反射型ミラー21を支持する。測定ヘッド11は、温度調節器で調温されたフレーム22内、または、起こり得る温度低下を補償する温度センサおよび抵抗体の組合せを有する金属製ケース22内に配置されると好都合である。この方法により、超高真空システム14および上記の全てのレーザシステム13の温度を能動的に制御することが可能であり、特に、レーザシステム13によって発生した複数のバンドを超高真空システム14へ移送するための光ファイバの熱変動に起因する効果が低減する。さらに言及すると、レーザシステム13は、原子試料の冷却用およびトラップ用のバンドと、光学的再ポンピング用のバンドと、ラマン干渉バンドと、押し込み用および検出用のバンドと、を発生および制御することができる。これらのレーザバンドは、考慮対象の原子種の共鳴光学周波数や発揮されるべき特定の機能に基づいて決定される様々な周波数と適切に一致する。絶対重力測定装置10に使用される原子種は基準エネルギー状態と励起エネルギー状態によって特徴付けられており、これらの2つのエネルギー状態の各々が複数の超微細準位にさらに分割され得るということが指摘される。本発明による地球物理学用の原子干渉法による絶対重力測定装置10に使用される原子種は、図3に示されているように、基準エネルギー状態52S1/2および励起準位52P3/2を有するルビジウム87であることが好ましく、これらの準位は周波数で384.2THz、または780.2nmだけ異なっている。さらに、これら2つの準位の各々は複数の超微細準位を含み、特に、基準状態の2つの超微細準位F1とF2は、図3で明らかに示されているように、周波数で6.8GHz異なる。レーザシステム13によって発生されるレーザバンドは、基準状態と励起状態との間のエネルギー遷移に相当する周波数、すなわちルビジウム87の例では780.2nmとほぼ一致する。特に、機能に応じて、バンドは考慮対象の原子種の基準状態の超微細準位と励起状態の超微細準位との間のエネルギー遷移に相当する周波数に同調させられる。さらに言及し、図3に例示されたルビジウム87のエネルギーダイアグラムを参照すると、原子試料の冷却およびトラップと押し込みは、基準状態52S1/2の第2の超微細準位F2と励起準位52P3/2の第3の超微細準位F’3との間のエネルギー遷移に等しい周波数を有するレーザバンドによって引き起こされる。冷却原子に加えていくつかの原子が他の遷移を行う可能性が存在するので、これらの原子が冷却から免れることを阻止するため、再ポンピングを実施することが得策である。再ポンピング用のバンドは、基準状態52S1/2の第1の超微細準位F1と励起準位52P3/2の第2の超微細準位F’2との間のエネルギー遷移に設定される。ラマン干渉シーケンスを実現するバンドは、仮想エネルギー準位と基準状態52S1/2の第1および第2の超微細準位F1,F2との間で生じる2つのエネルギー遷移に設定される。したがって、ルビジウム87の例では、この2つの干渉バンドは約6.8GHz異なる2つの周波数に同調させられる。検出用のバンドは、基準状態52S1/2の第2の超微細準位F2と励起準位52P3/2の第3の超微細準位F’3との間のエネルギー遷移に設定される。本発明によると、上記の複数のレーザバンドは、2つのレーザ光源23、24のみを含むレーザシステム13によって発生させられ、ルビジウム87原子試料を考慮した例では約780.2nmに同調させられることが好ましい。レーザ光源の種類は、同じ光源からのレーザバンドが満たさなければならないスペクトル純度、合致性comformabilityおよび光パワーの観点での要求に基づいて明らかに選択される。特に、レーザ光源は、関連する光学的遷移に関連して一層狭い発光バンドを有するべきである。そのような要求は、特にラマン干渉および検出用のバンドの周波数ノイズが干渉計の位相ノイズおよび検出中の測定ノイズとなるので、これらのバンドを発生させる光源については極めて重要である。したがって、約1MHzのレベルで安定させられるレーザ光源が使用されなければならない。この点で、第1の光源23は高精度で安定させられることが可能であって極めて狭い発光バンドを有する外部共振器半導体レーザすなわちECDLであることが好都合である。さらに言及すると、この外部共振器半導体レーザの絶対周波数frefは[384227935.0MHz,384227935.5MHz]の周波数範囲内に含まれる。第2の光源24は分散型フィードバックレーザすなわちDFBであることが好ましく、これは外部共振器半導体レーザに対して小型の寸法であるが、大きなバンド発光幅によって特徴付けられる。この分散型フィードバックレーザの絶対周波数frepは[384234682MHz,384234684MHz]の範囲内に含まれる。2つのタイプのレーザ光源の重要な違いは、分散型フィードバックレーザよりも外部共振器半導体レーザの方がより頑強であることにある。外部共振器半導体レーザは、実際、機械的、熱的または電気的励起の結果としてモードジャンプをより多く受ける。モードジャンプはレーザの周波数接続frequencyconnectionの損失につながり、したがって周波数接続操作は分散型フィードバックレーザで概してあまり複雑ではなく、その結果として注入電流に作用するために十分であり、その操作は容易に自動化できる。外部共振器半導体レーザについては対照的に、温度、電流および圧電電圧の3つのパラメータに作用することが必要と見込まれる。冷却、トラップ、干渉シーケンスおよび検出用のバンドは、1kHzのオーダーの精度での制御量によって周波数に差が出るもので、第1の光源23から得られる。再ポンピング用のバンドは第2の光源24から得られる。レーザシステム13は第1のモジュール25と第2のモジュール26を含み、ここに2つの光源23、24および上記のレーザバンドを発生させるために必要な、例えばミラー、偏光素子、レンズ、フォトダイオードなどのすべての手段が配置される。本発明によるレーザシステム13の構成は、モジュール25および26内の光源23、24の配置の変更に応じて変わるが、本発明の範囲を超えないことがわかる。本発明の好ましい実施形態では、2つの光源23、24は第1のモジュール25の内側に設置される。この場合、第1のモジュール25は、三次元磁気光学トラップ用のバンド、押し込み用のバンド、検出用のバンドおよび再ポンピング用のバンド、並びにラマン干渉レーザバンドを発生させるための参照バンド、を発することができる。さらに言及すると、第1の光源23は、考慮対象の原子種のエネルギー遷移の特徴周波数に関連して数百MHzでシフトされた周波数で放射された第1のバンド30を安定させることができる周波数接続手段27と関連することが好都合である。周波数接続手段27は、変調伝達分光法MTS技術を実行可能であることが好ましい。この技術によると、第1の光源23によって放射されるバンドの一部が、2つのバンド、ポンプバンドpumpbandとプローブバンドprobebandに分割される。ポンプバンドは周波数接続手段27に含まれる電気光学変調器結晶すなわちEOM図示せずを通過する。この電気光学変調器結晶は、振幅の変調を伴わず、純粋に位相変調を生じさせることができる。変調周波数は、考慮対象の原子種の基準エネルギー状態と励起エネルギー状態との間の光学的遷移の通常の広がりのオーダーであり、原子種がルビジウム87である例では飽和周波数はそれゆえ約6MHzである。電気光学変調器結晶は、電気光学変調の後にポンプバンドが注入されるルビジウム87蒸気を有するセル図示せずと関連している。電気光学変調器結晶は、AM変調を伴わないので、誤差信号におけるオフセットの高度の再注入を伴う純粋な位相変調を許容する。他方で、プローブバンドは、周波数接続手段27内に含まれ、好ましくは360MHzに等しい変調周波数を伴う純粋な周波数変換を生じさせる音響光学変調器図示せずを通過する。変調された後、そのようなプローブバンドは、飽和分光法saturationspectroscopyの構成を生じさせるため、ルビジウム87蒸気のセル内のポンプバンドに関して逆方向に重畳され、その後、高速フォトダイオード図示せずへ送られる。フォトダイオードの信号はEOMの変調信号と共に直交復調される。飽和分光法は考慮対象の原子種の基準エネルギー状態と励起エネルギー状態との間の原子の遷移の通常の広がりのオーダーにおいて、狭い参照ラインを保証することが指摘される。これは、1000のオーダーのS/R比を備える。したがって10kHzより優れた周波数精度に達することが可能である。電気光学変調器結晶の高い変調周波数は、検出ステップ中の1/fノイズを除去することを可能にする。音響光学変調器で得られる2つのポンプバンドおよびプローブバンドの間の周波数シフトは、この2つのバンド間の干渉を低減する。第1の光源23は、複数のレンズおよびミラー図示せずと、複数の音響光学変調器図示せずと、複数のバンド分割器図示せずと、を含む二次バンド発生手段29と連結されることが好都合であり、これらは、超高真空システム14内に移送するために適した複数の光ファイバ図示せずの中に直接入射される検出用バンド31、三次元磁気光学トラップを生じさせるバンド32および押し込み用バンド33を発生させるように構成されている。そのような二次バンド発生手段29は、ラマン干渉レーザバンドを生じさせるための参照バンド36も発生させる。第1の光源23は、高出力レーザバンドが得られるようにする第1の光増幅器28と結合することも好ましく、これは絶対重力測定装置10の機能にとって必要な複数のバンドの発生を保証するために必要不可欠である。第1の光増幅器28は、一層大きな頑強さと一層高い光学出力を提供するように、テーパ付きのタイプであることが好ましい。そのような第1の光増幅器28は第1の光源23と二次バンド発生手段29との間に置かれる。他方で第2の光源24は、第1の増幅器28によって増幅された第1のバンド30の一部が入射する位相接続手段phaseconnectionmeans34と関連付けられている。この方法で、第2の光源24によって放射された第2のバンド35が、第1の光源23によって放射された第1のバンド30に同位相で接続され、再ポンピング用バンド37を発生する。したがって、第1の光源23と関連付けられると、第2の光源24が再ポンピング用バンド37を放射することが保証される。特に三次元磁気光学トラップを生じさせるバンド32と検出用バンド31を発生させることに協同するように、再ポンピング用バンド37の一部が二次バンド発生手段29と関連すると好都合であることが強調されるべきである。第1のモジュール25は、参照バンド36と再ポンピング用バンド37を第2のモジュール26へ入射することを通じて、第2のモジュール26と関連する。第2のモジュール26は、好ましくはテーパ付きのタイプの第2の光増幅器38を含むと好都合であり、この第2の光増幅器38に第1のモジュール25からの参照バンド36が入射される。第2の光増幅器38は、参照バンド36単独から始まって、出射する2つの重畳した干渉ラマンバンド41を生じさせるラマンバンド発生手段39と連結する。この重畳したラマンバンド41は、超高真空システム14へ移送するための光ファイバ図示せず内に入射する。この代わりに、参照バンド36はラマンバンド発生手段39内に直接入射しても良い。特に、図4bで示されているように、このラマンバンド発生手段39は、好ましくは増幅された参照バンド36を2つの三次バンド47,48に分けるために適したバンド分離手段60を含む。このバンド分離手段の下流で、複数の焦光レンズと光学ミラー図示せずが、入射する放射光の周波数を変えることができる2つの音響光学変調器AOM43,44内に2つの三次バンド47,48を入射するように、適宜設けられている。特に、第1の音響光学変調器43および第2の音響光学変調器44は、第1の三次バンド47を高い周波数へ向けて、かつ第2の三次バンド48を低い周波数へ向けて、考慮対象の原子種の基準状態の2つの超微細準位間の周波数差の約1/4に等しい量でそれぞれシフトさせることができる。原子種がルビジウム87である場合、2つの音響光学変調器43,44は、通過するバンドの周波数を約1.7GHzシフトさせることができる。2つの音響光学変調器43,44は、これらの変調器43,44を通る2つの三次バンド47,48の一部を二重通過させるために適した反射手段50と関連付けられている。結果として、この二重通過により得られた2つのバンドは、考慮対象の原子種の基準状態の2つの超微細準位間のエネルギー遷移に相当する量の互いに異なる周波数に同調させられる。したがってこれらがラマンバンド51、52と定義される。2つのラマンバンド51、52は、都合良く重畳され、好ましくはテーパ付きのタイプの第3の光増幅器46内に入れられる。この第3の光増幅器46は、2つの重畳したラマンバンド41を適切に周波数シフトさせる第3の音響光学変調器45と関連している。さらに、2つの重畳したラマンバンド41は、数十マイクロ秒続いて0.1以内の再現可能な持続時間のインパルスで活性化されるはずであるので、第3の音響光学変調器45はマイクロ秒未満の時間間隔でそのようなバンドの強度を制御することができる。この第3の音響光学変調器45から出る2つの重畳したラマンバンド41は光ファイバ図示せず内に入射し、超高真空システム14の入り口まで移送されることになる。光ファイバの上流でバンドを組み合わせることは、独立した光学経路の違いに起因する位相ノイズを可能な限り制限する目的であることが指摘されるべきである。図4aに示されているように、ラマンバンド発生手段39は、2つの三次バンド47、48の残り部分54が音響光学変調器43、44を通過後に入射する冷却用バンド発生手段40と関連付けられると好都合である。これら冷却用バンド発生手段40は、第1のモジュール25からの再ポンピング用バンド37とさらに連結し、絶対重力測定装置10内で考慮対象の原子試料の冷却および低速化に適した二次元磁気光学トラップを生成する3つのバンド53を発生させることができる。レーザシステム13によって発生するすべてのバンドは複数の光ファイバによって超高真空システム14へ移送される。また、ラマンバンド発生手段39、二次バンド発生手段29および冷却用バンド発生手段は、発生したバンドを必要なときに遮断させることが可能な複数の機械的シャッター図示せずを含むことも強調される。超高真空システム14は、好ましくは八角形の一次チャンバ61と、好ましくは立方体であって一次チャンバの下に配置された二次チャンバ63と、これらの2つのチャンバ61,63を接続する円筒状のダクト62と、を含む。一次チャンバ61と二次チャンバ63の両方は、絶対重力測定装置10の機能にとって必要なレーザバンドを入れるための複数の光学窓64を含む。超高真空システム14はチタンで作製されることが好ましく、それに対して光学窓はBK7で作製されて拡散接合技術diffusionbondingtechniqueによってチタン本体に溶接されることが好ましい。チタンは、その磁気特性、真空チャンバを作製するために必要な高温への耐性、並びにBK7との熱膨張係数の一致のために、このタイプの用途に特に適した金属であることがわかる。超高真空システム14内の圧力は、測定に関する原子と室温の他の原子との衝突を制限するために、ポンプ手段図示せずによって超高真空レベルに維持される。これらのポンプ手段は、一次チャンバ61および二次チャンバ63の表面上に設けられた特定の貫通台座65内に収容される。超高真空システム14内で、レーザシステム13によって発生するバンドの作用のおかげで、冷却原子のトラップ、ラマン干渉シーケンスおよび検出が行われる。さらに言及すると、原子試料の冷却は、磁場と、超高真空システム内に含まれる冷却用セル図示せず内で二次元磁気光学トラップ2D-MOTを生じさせる3つの互いに対向して伝播するレーザバンド53のうちの2つと、に起因して行われる。ここで、冷却用セルの圧力はポンプ手段図示せずによって約10-7mbarのレベルに維持される。二次元磁気光学トラップを生じさせる3つの互いに対向して伝播するレーザバンド53のうちの残りのレーザバンドは、原子の流れを増大させるように原子を軸方向に一次真空チャンバに向けて押し込む。トラップ処理は、同様のポンプ手段図示せずにより約10-9mbarのレベルの圧力に維持された一次チャンバ61内で行われる。トラップ処理は、磁気光学トラップを生じさせるバンド32から由来する少なくとも4つのバンドの照射によって実現される三次元磁気光学トラップと、2つのボビンbobbin66によって発生するトラップ磁場の同時発生と、に起因して行われる。三次元磁気光学トラップを生じさせるバンド32から得られ、非同一面で3対の互いに対向して伝播するレーザバンドが入射されることが好ましい。ボビン66は、図5bに例示されるように、熱的パワーの消散を制限するためにそのボビン66が原子から可能な限り最短距離に置かれるように、一次チャンバ61に設けられた2つの台座に収容される。2つのボビン66の各々は、磁気光学トラップの機能にとって必要な磁場勾配を発生させるように、いくつかの銅線のコイルで構成される。それゆえに三次元磁気光学トラップは一次チャンバ61内で作り出される。一次チャンバ61では、最初に冷却原子の試料が導入され、次いで3対のレーザバンドが、一次チャンバ61に設けられた複数の光学窓64のうちの6つを通じて入射される。この入射は、独立した支持体図示せず上に組み立てられ、かつトラップ処理にとって必要なバンドの位置合わせを保証するように複数の光ファイバ69の下流に適切に配置された複数の第1の光学系68によって引き起こされる。三次元磁気光学トラップは、非同一面で3対の互いに対向して伝搬するレーザバンドの相互作用を通じて作り出されることが好ましく、このうちの2対は鉛直に対して45°で傾けられ、1対は水平方向に沿っている。磁気光学トラップのこの配置は、通常、1-1-0と表され、超高真空システムの小型化と光学的アクセスの多面性との間の一層良好な関係を許容する。この代わりに、非同一面で3対の互いに対向して伝搬するバンドを備えた任意の配置、または四面体の幾何学形状を有する4つのバンドを備えた配置が実施されてもよい。三次元磁気光学トラップは、さらに少ない数のバンド、1つのみのこともあるバンドから始まる再帰型反射光学系を通じても得られることに留意すべきである。しかしながら、再帰型反射光学系の使用は、原子による光吸収に起因して原子位置を不安定にし、結果として強度が、原子密度に関係して再帰反射されたバンド間で不均衡になる。重力加速度測定は、測定中の原子の有効位置によって影響される。この有効位置は原子の初期位置および初速度に依存し、したがってこれらが正確に制御されなければならない。この理由のために、冷却原子のトラップ処理ステップと解放ステップの両方が特に重要である。本発明の好ましい実施形態では、三次元磁気光学トラップのレーザバンドは、トラップ磁場と一緒に消滅させられて原子集団をゼロに近い平均速度で解放することができる。この自由落下解放技術は、初速度の最適制御が得られること、およびこの例では原子単独の自由落下に対応する軌道を含まなければならない超高真空システム14の寸法を最適化することを許容する。三次元磁気光学トラップに加え、光双極子トラップまたはFORTFarOFFResonantdipoleTrapが、第2の複数の光学系図示せずを通じて一次チャンバ61内に向けられる少なくとも1つの焦点化レーザバンド図示せずまたは1対の交差レーザバンドによって作り出されることが好ましい。そのような複数の第2の光学系の位置は、これらを十分に堅固な方法で支持するための機械的構造体図示せずの使用を通じて数ミクロンのレベルで安定にされることが好ましい。光双極子トラップを生じさせるバンドの発生は、第2の光源24から放射されて光増幅器図示せずの中に入射すると好都合であるバンドから得られることが好ましい。この光双極子トラップを生じさせるバンドは、別の場合には、スペクトル純度の点で制限されるより少ない要求において、異なる波長を有する第3のレーザ光源図示せず、例えば500mWから810nmまたは850nmの波長を有するダイオードによって発生されてもよい。トラップされる原子の量を最大にするために光双極子トラップの直線寸法が数百ミクロンのオーダーであると好都合であることも指摘されるべきである。測定軸に沿った原子の量と空間分解能を同時に最適化するために、高度に非対称な幾何学形状のトラップが作り出されることもあり得る。その後、原子の冷却試料は、三次元磁気光学トラップから光双極子トラップへと転換され、続いて光双極子トラップから解放されて自由落下する。いずれの場合でも、磁気光学トラップの解放の後、冷却原子は重力の作用の下で自由落下する。自由落下は、一次チャンバ61を二次チャンバ63に接続する円筒状ダクト62内で行われる。ダクト62内での自由落下中に、原子は重畳したラマン干渉レーザバンド41の作用を受ける。ラマン干渉レーザバンド41は、光学窓を通じて一次チャンバ内に鉛直方向に入射され、ダクト62および二次チャンバ63を通過し、超高真空システム14を出て、引き続き再帰反射型ミラー21によって再帰的に反射される。原子は、干渉シーケンスの後、考慮対象の特定の原子種の基準状態の2つの超微細準位F1およびF2にある。この時点で、基準状態の2つの超微細部分準位F1およびF2の原子の占有数の比を測定する検出ステップが必要であり、それによってこれと関連する物質波の間の位相シフトの算定値を入手し、その結果、重力加速度gを測定する。本発明によると、別々の区域での同時の検出や別々の区域での順次の検出だけでなく、単一の区域での順次の検出も実施することが可能である。この検出方法によると、基準状態の2つの超微細なサブ準位F1,F2にある原子は、最初に押し込み用バンド33によって得られる選択的な鉛直方向の押し込みによって分離され、次いで、検出用バンドで単一の相互作用領域を順々に通過する。原子集団の分割は純粋に鉛直方向であるので、これらは同じ検出領域を異なる時間に通過すると見込まれる。この技術は別々の区域での検出に存在する多数の系統的誤差を低下する。別々の区域での検出の較正は、2つの異なる区域で使用される検出光学系の幾何学形状の違いや光電子装置の違いに起因して、検出効率が内在的に2つの経路で異なるので、実際に特に繊細である。本発明の絶対重力測定装置10は、概して、重力によって規定される鉛直方向に沿って上から下方向へ順に、レーザシステム13、支持プレート16、超高真空システム14、再帰反射型ミラー21および震動減衰システム15を含む。高い測定精度を保証するために、絶対重力測定装置10の垂直軸に沿った振動、特に再帰反射型ミラー21の垂直方向に沿った振動は最小限に削減されなければならず、絶対重力測定装置10の上記の構成要素は可能な限り垂直方向に沿って整列されるように保たれなければならない。さらに、そのような仕様を保証するために適した震動減衰システム15が、妨害を軽減し、それによって、本発明によって提供されるように輸送可能な絶対重力測定装置10内に装備される。上記の仕様は、絶対重力測定装置10について本発明の一目的の震動減衰システム15によって保証される。再帰反射型ミラー21の鉛直方向の振動の減衰は、干渉シーケンスに必要な時間範囲内で、地面の振動からミラーを分離することによって生じる。震動ノイズを好ましくは少なくとも40dB減衰させるために、震動減衰システム15が特に再帰反射型ミラー21の下に搭載される。図8に示されているように、この震動減衰システム15は、地面上またはいずれかの他の構造体上で、絶対重力測定装置10の下に配置され、できれば搭載用脚部1001を有する支持用の下側プレート1000を含む。震動減衰システム15は、貫通穴1003を有し、再帰反射型ミラー21を支持する上側プレート1002も含む。再帰反射型ミラー21は、バネ/反バネ結合を作り出すような構成で配列されて束縛された3つの金属製ブレード70、71、72を含む、知られたタイプの幾何学形状のバネ/反バネ結合によって貫通穴1003の上に浮遊している。金属製ブレードの数は3つを超えることもあり得る。下側プレート1000は、末端に球状接合部1009を担持する可動連結式のアーム1008によって上側プレート1002に接続されている。これらの可動連結式のアーム1008は、ロッド素子1010を通じて再帰反射型ミラー21の水平化を可能にする。アーム1008は、上側球状接合部1009から始まり、上側プレート1002の下の再帰反射型ミラー21の長く延びた基部1011を通過し、他方で上側プレート1002の下で束縛された相関的台座1012まで至る。再帰反射型ミラー21を浮遊して保持する金属製ブレード70、71、72を備えたタイプのバネ/反バネの幾何学形状を通じて、再帰反射型ミラー21の鉛直運動の共振周波数を、上側プレート1002への各々のブレード70、71、72の基部の固定点の距離を変えることによって変更することが可能である。そのようなバネ/反バネの幾何学形状では、上側プレート1002に束縛されたブレード70、71、72の基部は、強めの剛性を有する通常のバネのように湾曲し、それに対して再帰反射型ミラー21を持ち上げて保持する個所で互いに対向するブレード頂部は弱めの剛性を備えた反バネのように圧縮する。これら2つのバネの構成は全体的な剛性を極めて低い値に下げることが可能であり、ゼロに近い実効剛性値を通じて得られるシステムの準安定なふるまいによって制限される。このシステムは中立したバランス状態にあると考えられる。高い角剛性を保証するため、および制振が作用する方向に沿った鉛直方向に直交する平面の任意の変位に対抗するために、本発明は再帰反射型ミラー21と上側プレート1002との間に半径方向の束縛手段を有する。示された実施形態によると、これらの半径方向の束縛手段は束縛ロッド素子1005を含み、束縛ロッド素子1005の一方の側は再帰反射型ミラー21の下側に固定され、他方の側は上側プレート1002に固定された引っ張り装置1006によって上側プレート1002に固定される。上記で既に述べたように、ミラー21は、その軸を鉛直方向に沿って、好ましくは約50マイクロラジアンの角度以内に維持して配置されなければならない。この配置のモニタリングは、震動減衰システム15自体と一体の再帰反射型ミラー21の傾斜を測定する手段を使用して行われる。例示された実施形態の例によると、この傾斜を測定する手段は、下側プレート1000に対向し、再帰反射型ミラー21の下側の長形部分111の下側に束縛された四面体素子1013を含む。そのような四面体素子1013は、四面体素子1013の下の下側プレート1000に設置された光源によって発生する光線1016にとって反射素子として働く。特に、四面体1013は、この光線を下側プレート1000上に束縛された適切な複数の受光素子1015へ散乱させる。この方法で、受光素子1015のうちの少なくとも1つが、関連する反射光線1017を受光しないとき、再帰反射型ミラー21の相対的に過剰な傾斜が許容レベルを超えたと表示される。再帰反射型ミラー21の過剰な傾斜の補正は、可動連結式のアーム1008に一体化された調節ネジへの特定のモータ駆動によって、手動または自動的に実行される。レーザシステム13の操作方法100は、2つの光源23、24の発光を通じた、複数の原子の冷却、トラップ、操作、押し込みおよび検出用のバンドの発生ステップ101を含む。この発生ステップの後、複数の原子の冷却ステップ102が行われる。冷却ステップは、二次元磁気光学トラップ53を生じさせる互いに対向して伝播するバンドの活性化と冷却用セル102への入射を通じて行われる。冷却ステップ102の最後に、二次元磁気光学トラップ53を生じさせる互いに対向して伝播するバンドが消滅させられ、次いで、超高真空システム14の一次チャンバ61内で冷却された複数の原子のトラップ処理ステップ103が実行される。このトラップ処理ステップ103は、三次元磁気光学トラップを作り出すためのバンド32の活性化および注入と、2つのボビン66によって発生されるトラップ磁場の同時発生と、を通じて行われる。トラップ処理ステップ103の後に、自由落下解放フェーズ104が行われる。本発明によると、自由落下解放フェーズ104は、三次元磁気光学トラップを生じさせるバンド32と2つのボビン66によって生成されたトラップ磁場との同時消滅を通じた三次元磁気光学トラップの解消ステップ109を含む。三次元磁気光学トラップの解消後、冷却原子は重力の作用の下で自由落下する。原子の初期位置を正確に知ることが明らかに重要であるが、しかしながら、初期位置はレーザバンド間の相対強度、レーザバンドの偏光およびレーザバンドの光周波数のゆらぎによっても影響される。これらのすべてのパラメータは装置の温度のゆらぎや振動などの技術的因子によって影響され、原子重力計の安定度と精度を制限する。好ましい実施形態では、解放ステップ104は、三次元磁気光学トラップにトラップされた原子が光双極子トラップに転換される転換ステップ105を追加的に含むと好都合である。この転換ステップ105は、三次元磁気光学トラップの解消に引き続いて、光双極子トラップを生じさせるバンドを活性化させることによって行われる。転換ステップ105は複数の原子の解放ステップ106によって引き継がれ、ここでは光双極子トラップを生じさせるバンドが消滅させられ、その後に原子が自由落下する。転換ステップ105の後で解放ステップ106の前に、原子試料のさらなる冷却ステップ図示せずが、ラマンサイドバンド冷却Ramansidebandcoolingおよび/または蒸発冷却などの技術によって行われることが好ましく、それにより、干渉測定への原子の速度分散の効果を低下させる。ラマンサイドバンド冷却技術は、光双極子トラップのような保存ポテンシャルpreservativepotentialにトラップされた原子が、別々の組み合わせで振動するエネルギー値のみを有するため、とびとびのエネルギーレベルで振動するという事実に基づいている。原子試料に対しラマン遷移を誘導する1対のレーザバンドを活性化させることによって、原子は最も低い振動エネルギーレベルへと遷移する。この方法で、各々のラマン遷移について、原子は、吸収されるフォトンと放射されるフォトンとの間のエネルギー差に等しいエネルギーのレーザバンドへ変換され、このエネルギー損失に相当して冷却される。この技術により、セシウムの試料で、数ミリ秒で100ナノケルビンのオーダーの温度が得られている。他方でルビジウム87原子では、800ナノケルビンより低い温度は得られていない。光双極子トラップでの蒸発冷却は、トラップされた試料のうちの最も高エネルギーの複数原子の自発的な選択損失現象spontaneousselectivelossphenomenonに基づいている。或る閾値より大きいエネルギーを有する原子はトラップされず、或る時間の後に試料から離脱する。高温の原子の損失は、試料つまり原子の温度の平均熱エネルギーを減少させる。冷却の速度および効率を高めるために、閾値エネルギーが蒸発によって下げられ、光学トラップレーザの強度を低下し強制蒸発、それにより、閾値エネルギーと十分に低い平均温度の間の比を維持する。蒸発冷却は極めて低い温度ナノケルビンに達することを可能にするが、しかし原子の数に無視できない減少を生じさせ、概して試料の熱化を許容するほどの長い時間数秒から数十秒を必要とする。このさらなる冷却過程は、重力計10の感度と精度を向上させるように或る量子的コヒーレンス特性を使用するため、量子的縮退条件原子のスピンモーメントに応じて、ボース-アインシュタイン凝縮またはフェルミガス縮退に到達するまで行われてもよい。解放ステップ104の最後に、重畳ラマン干渉バンド41の活性化を通じた干渉シーケンス107が、円筒状ダクト62を通る複数の原子の自由落下中に実行される。干渉シーケンスの後に、重畳ラマン干渉バンド41が消滅させられ、検出ステップ108が、押し込み用バンド33と検出用バンド31を活性化させることによって、具備されている検出技術に従って実行される。さらに言及すると、検出ステップ108は、単一区域での順次の検出技術によって実行されることが好ましい。場合によっては、検出ステップ108は、別々の区域での同時の検出技術または別々の区域での順次の検出技術によって実行される。測定過程に含まれるレーザバンドの強度の制御、つまりレーザバンドの活性化や解消は、レーザシステム13に含まれる複数の電気光学的活性化変調器electroopticalactivationmodulatorと機械的シャッターの使用の組み合わせを通じて行われることは指摘されるべきである。特に、電気光学的活性化変調器は、最高の時間精度での消滅および/または活性化が必要なバンドのために使用される。それに対して複数の機械的シャッターは、電気光学的活性化変調器が完全な消滅を保証しないのでバンドの完全な消滅が重要であるとき、および/または時間精度が厳密ではないときに使用される。最後に、時間精度と完全な消滅の両方が要求されるバンドについては、複数の電気光学的活性化変調器のうちの1つと複数のシャッターのうちの1つが直列的に使用される。本発明の目的の、原子干渉法による絶対重力測定装置の特徴、並びに相対的利点は、上記の説明から明らかである。この原子干渉法による絶対重力測定装置は、実際、絶対重力測定装置自体の機能にとって必要なレーザバンドのすべてをわずか2つのレーザ光源から発生させることのできるレーザシステムを含む。このレーザシステムは、絶対重力測定装置の測定ヘッドに設置されることが好ましい小型モジュールに装備されることが可能であり、絶対重力測定装置を小型の寸法にし、したがって輸送しやすくする。さらに、測定ヘッドは温度調節器で調節されたフレームの内側に配置されるので、レーザシステムによって発生する複数のバンドを超高真空システムへと移送するために使用される光ファイバの熱的変動を制御することが可能である。これらすべては、現場での信頼性のある測定値を入手することを可能にする。本発明によるレーザシステムは、実際、光源の高いスペクトル純度周波数と位相の品質制御、強度の安定性および供給される光パワーを保証する。スペクトル純度は、変調伝送分光技術を通じて安定にされる細線のECDLレーザによって確保され、これが高い周波数安定性を保証する。ラマンレーザの相対的な位相の安定性は、他の装置で使用される2つのレーザ間の光学位相接続に代わる、高い周波数の音響光学変調器の使用によって保障される。強度の安定性に関する限り、小型化された光学部品の使用は、優れた整列性を保証するので好都合である。最後に、利用できる合計のパワーは、3つの光増幅器の使用に起因して、他の研究室用重力計装置と匹敵するか、または上回る。本発明によるレーザシステムの操作方法は、自由落下解放技術を具備することによって、超高真空システムの寸法が削減されること、および原子の初速度の最適制御を得ることを可能にする。原子の自由落下解放に先行して磁気光学トラップから転換される光双極子トラップを生じさせるステップは、自由落下が始まる瞬間の原子の位置の高精度な制御を可能にする。この例では、実際、原子の初期位置は、少なくとも1つの焦点化バンドfocalizedbandが入射される複数の第2の光学系の位置にのみに依存する。さらに、本発明に述べられた代替の震動減衰システムは、一方では負担を削減し、他方では再帰反射型ミラーの鉛直方向に沿った震動を最小にすることと絶対重力測定装置の部品類を可能な限り垂直方向に沿って整列して保つことの両方を実現する。最後に、こうして創作された原子干渉法による絶対重力測定装置は、数多くの修正および変形を受けても良いことが明らかに見込まれるが、それらのすべては本発明に含まれる。さらに、すべての細部は技術的に等価な素子によって置き換えられることが可能である。実施において使用される材料や寸法も技術的な要求に従って変わり得る。"