摘要
本硕士学位论文介绍了作者在硕士期间的两项主要工作，分别为中国空间站空间超冷原子物理实验平台的上天正样系统的超高真空的设计搭建和空间超冷原子物理实验的地面验证。 首先本论文对空间超冷原子物理实验平台的主要系统进行了简要介绍，其中包括物理子系统、铷激光系统、光阱光晶格激光系统、光学平台光路、磁场系统。这些是我们进行空间超冷原子物理实验的必要条件。 其次是作者对于空间超冷原子物理实验平台的超高真空系统的关键技术设计，这部分介绍了影响原子寿命的主要因素，然后是我们空间项目要完成设计的物理实验需要的理论真空度计算，对于空间超冷原子物理实验正样平台，真空系统的真空度由吸气剂泵、一个抽速为75L/s的离子泵和一个抽速为8L/s的离子泵共同维持,通过对简化模型的计算得到了理论上科学腔理论真空度的极限值完全可以符合实验要求，这对我们实验物理子系统的真空验证和设计都很重要。除此之外，我们对8L/s的离子泵进行了重新设计，以防止它在轨运行期间受到金属原子气体污染而降低使用寿命。 最后是对空间超冷原子物理实验平台的实验的地面验证，上天后，该实验平台将是全世界首次在空间微重力环境下通过全光阱的蒸发冷却的方法获得BEC的实验系统，系统设计的深度冷却方案也是自从提出后即将首次在空间站上实验验证，在空间站上深度冷却后BEC有望突破100pK的超低温，并且具有更加长的可操控时间来进行后续的实验。之后我们对六角光晶格中三维的超流-Mott绝缘态相变实验进行了地面验证，实现了有限温的量子相变实验验证，三维光晶格中还可以进行跨维度的相变实验。这些地面实验的实验结果和数据参数，都将为后续的空间站在轨实验调试提供数据参考和判断依据。
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