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龙图腾网获悉北京航空航天大学;清华大学申请的专利一种片上集成三维磁光阱装置获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119694625B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-09发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411864426.1，技术领域涉及：G21K1/00；该发明授权一种片上集成三维磁光阱装置是由张登科;朱佳俊;青晨;冯丽爽;冯雪;李永卓;孔德阳设计研发完成，并于2024-12-18向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种片上集成三维磁光阱装置在说明书摘要公布了：本申请公开了一种片上集成三维磁光阱装置，涉及磁光阱装置集成领域，该装置包括光束形成结构、两个层次的超表面芯片、气室和线圈构件，光束形成结构包括激光器、分束器和光栅耦合器，分束器用于对激光器的出射光进行分束操作，并将分束器形成的多个输出光入射到光栅耦合器，光栅耦合器的出射光分别导入至两个层次的超表面芯片上，两个层次的超表面芯片对光栅耦合器的出射光进行偏振态调控，最终得到的出射光汇聚或相交于气室的中心位置，用于冷却和囚禁原子、分子或离子，本申请通过超表面芯片代替传统的镜片结构，缩小了磁光阱装置的体积，提高了磁光阱装置的集成度。

本发明授权一种片上集成三维磁光阱装置在权利要求书中公布了：1.一种片上集成三维磁光阱装置，其特征在于，所述片上集成三维磁光阱装置包括：光束形成结构、第一层次超表面结构、第二层次超表面结构、第一气室和第一线圈构件； 所述光束形成结构用于形成三个第三出射光；所述第一层次超表面结构包括三个具有扩束和调控偏振态功能的第一层次超表面芯片；所述第二层次超表面结构包括三个具有调控偏振态功能的第二层次超表面芯片；每束第三出射光引导至一个第一层次超表面芯片； 所述第一层次超表面芯片用于对所述第三出射光进行扩束和调控偏振态操作，形成三束第四出射光，并将每束第四出射光入射到一个第二层次超表面芯片；所述第二层次超表面芯片用于对所述第四出射光进行调控偏振态操作，形成三束第五出射光，并将每束第五出射光原路返回入射到对应的第一层次超表面芯片；三束第四出射光和三束第五出射光相交于所述第一气室的中心位置； 所述第一气室用于通过第一线圈构件产生的磁场、第四出射光和第五出射光对原子、分子或离子进行冷却和囚禁； 第一层次超表面结构中的第一层次超表面芯片分别为第一扩束超表面芯片、第二扩束超表面芯片和第三扩束超表面芯片；第二层次超表面结构中的第二层次超表面芯片为第一回旋镜超表面芯片、第二回旋镜超表面芯片和第三回旋镜超表面芯片；经由扩束超表面输出的三束第四出射光两两正交，且在气室中间交叠，第一回旋镜超表面芯片、第二回旋镜超表面芯片和第三回旋镜超表面芯片将经由第一扩束超表面芯片、第二扩束超表面芯片和第三扩束超表面芯片传输的光原路折回，同时改变其偏振态，得到三束第五出射光，最终经由回旋镜超表面芯片折回的三束光和最初由扩束超表面芯片出射的三束光会在气室中央交叠，实现原子、分子或离子的冷却和囚禁； 扩束超表面芯片为一个或多个高折射率材料构成的纳米结构单元阵列，扩束功能通过设计纳米结构时引入对入射光波前调控，实现扩束的效果，扩束通过相位分布Φx,y控制，满足以下公式：λ为光波长，f为有效焦距，r为光束的径向距离，通过调整纳米结构单元的周期和排列实现；扩束功能基于准抛物面波前分布生成，用于将光束直径从100um扩展至10mm或更大，扩束超表面芯片适用于400nm至1200nm的波长范围，并在该范围内同时具备高扩束效率和偏振态转换效率； 回旋镜超表面芯片为由高折射率材料构成的纳米结构单元阵列，回射功能通过双层超表面设计或单层特殊相位分布实现，使得每个纳米结构单元为光束提供精确的相位补偿，使反射光方向与入射光完全一致；单层的方案：通过PB相位旋转的组合调控，实现局部偏振调节与波前反射的同时控制；双层的方案：第一层实现波前整形，第二层实现光束回射，两层共同作用确保光束方向和路径完全一致；每个纳米结构单元具有独立设计的几何参数，纳米结构纳米阵列的相位分布满足回射条件，使得入射光经过回旋镜超表面芯片后沿原路径返回，能够同时实现不同波长光的回射。

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