冷却原子ビーム源 Cold Atomic Beam System/原子ビームオーブン Atom Oven
ストロンチウム(Sr)、カルシウム(Ca)、イッテルビウム(Yb)用の冷却原子ビーム源一式。永久磁石型ゼーマン減速器と真空内2D MOT光学系を小型チャンバー(1~2 L)に一体化し、1011 atoms/sを超える冷却原子フラックスを実現。これまで研究者が自作することが多かった装置を、一式の製品としてご提供します。原子ビームオーブン(Atom Oven)単体での販売も可能です。

AOSenseの冷却原子ビーム源(Cold Atomic Beam System)は、アルカリ土類原子を用いた精密実験や原子デバイス向けの、冷却原子ビーム源一式です。これまで研究者が自作することが多かった冷却原子ビーム源を、一式の製品としてご提供します。
特許取得済みの永久磁石型ゼーマン減速器と真空内2D MOT光学系を小型チャンバーに組み込み、低アウトガスで高フラックスを実現します。冷却原子ポートには熱ビームのフラックスが一切届かず、お客様の真空チャンバーとはCFフランジで接続します。
エフュージョンオーブンは高度な熱設計により、最小限の加熱電力で、水冷なしでの長寿命運転が可能です。同軸ゼーマン冷却光を導入するための低アウトガスのホットウィンドウを備えています。チャンバーに組み込んだイオンポンプとゲッターポンプが、オーブンからのアウトガスを処理します。差動排気された冷却ビーム出力ポートで適切な排気速度を確保すれば、下流にあるお客様の冷却原子用サイエンスチャンバー(通常は3D MOT)で1×10−11 Torr未満のベースライン圧力を達成できます。

※画像:構成(High flux atomic beam oven:高フラックス原子ビームオーブン、Zeeman slower:ゼーマン減速器、2D MOT laser cooling ports:2D MOT冷却光ポート、Hot window:ホットウィンドウ、Gate valve:ゲートバルブ、Cold atomic beam output:冷却原子ビーム出力)
主な特長
- 冷却原子フラックス >1011 atoms/s(T⊥ <3 mK、軸方向速度 約40 m/s)
- 小型チャンバー(1~2 L)と真空内光学系で、10−10 Torr未満のベースライン圧力を達成
- 独自設計のオーブン、ゼーマン減速器、ホットウィンドウ、横方向冷却/トラップを一体化
- 熱ビームのフラックスを完全に遮断し、冷却ビーム出力ポートに入り込まない構造
- 水冷不要、低消費電力(10 W、520 °C時)
- 対応原子種:ストロンチウム(Sr)、カルシウム(Ca)、イッテルビウム(Yb)
主な構成部品
Atom Oven 原子ビームオーブン(単体販売可)
ゼーマン減速器
応用例
- アルカリ土類原子を用いた精密実験
- 原子デバイス
- 冷却原子実験(3D MOT)
サブアセンブリは、ご要望に応じて市販の真空エンクロージャーに収めてご提供できます。製品の詳細・お見積りは、お気軽にお問い合わせください。
Cold Atomic Beam System 冷却原子ビーム源
| モデル | Cold Atomic Beam System | |
|---|---|---|
| 冷却原子ビームシステム | 冷却原子フラックス | 1011 atoms/s |
| 横方向温度 | T⊥ <3 mK | |
| 軸方向速度 | 約40 m/s | |
| 原子ビームオーブン | ストロンチウム フラックス(420 °C) | 8×1013 atoms/s |
| カルシウム フラックス(520 °C) | 4×1014 atoms/s | |
| イッテルビウム フラックス(420 °C) | 4×1014 atoms/s | |
| 消費電力 | 10 W(520 °C時) | |
| 水冷 | 不要 | |
| 最高温度(試験値) | 650 °C | |
| ストロンチウム寿命(420 °C、概算値) | 15000 h | |
| ゼーマン減速器 | 方式 | σ−偏光(標準) |
| 磁場生成 | 永久磁石 | |
| 磁気シールド | 一体型 | |
| 熱シールド | 一体型 | |
| 設置方式 | 真空内 | |
| 減速器用ホットウィンドウ | 最高温度(試験値) | 480 °C |
| 設置方式 | 真空内 | |
| 窓材 | Zカットサファイア、ARコート | |
| 有効径 | 直径8.5 mm | |
| 原子ビームチャンバー | 窓 | 溶接、ARコート |
| シール | ConFlat | |
| 容積 | 2 L(システム全体) | |
| イオンポンプ | 2 L/s | |
| ゲッターポンプ | 100 L/s、5 L/s | |
| ベースライン真空度※1 | オーブン・ホットウィンドウ停止時:約1×10−10 Torr オーブン480 °C、ウィンドウ350 °C(Sr標準運転時):約7×10−8 Torr | |
| お客様システムとの接続 | 出力 | 差動排気管へのUHVゲートバルブ CF 1.33回転フランジ出力 大型出力フランジもご要望に応じて対応 |
※1 ビームチャンバーのベースライン真空度(差動排気出力管での圧力降下前)
Atom Oven 原子ビームオーブン
| モデル | Atom Oven |
|---|---|
| ストロンチウム フラックス(420 °C) | 8×1013 atoms/s |
| カルシウム フラックス(520 °C) | 4×1014 atoms/s |
| イッテルビウム フラックス(420 °C) | 4×1014 atoms/s |
| バリウム フラックス(550 °C) | 2×1014 atoms/s |
| コリメーション比 | 34:1 68:1(ご要望に応じて対応)※1 |
| 消費電力 | 10 W(520 °C時) |
| 水冷 | 不要 |
| 最高温度(試験値) | 650 °C |
| フランジサイズ※2 | 2.75″ |
| 熱電対タイプ | K |
| 最大定格電力 | 19 W |
| ストロンチウム寿命(420 °C、概算値) | 15000 h |
※1 同一温度でコリメーション比を高くすると、総フラックスは低下します。
※2 受け側フランジの内径は約43 mmを推奨(標準CF275より大径)
吸収測定(Atom Oven、コリメーション比 68:1)

※画像:Sr吸収(461 nm、オーブン温度420~500 °C)

※画像:Ca吸収(423 nm、オーブン温度450~600 °C)

※画像:Yb吸収(399 nm、オーブン温度400~480 °C)

