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本发明属于激光技术领域，公开了稀薄气体中的宏观激光牵引方法、宏观激光牵引装置及应用。将宏观尺度的石墨烯气凝胶/二氧化硅双层置于稀薄气体中；利用激光束辐照二氧化硅层；石墨烯气凝胶/二氧化硅双层材料及关联物体在稀薄气体中进行宏观尺度激光牵引。本发明与现有技术相比，克服了现有光牵引技术对被牵引物体的微尺度限制，可以实现宏观尺度的激光牵引，不需要任何燃料即可实现石墨烯气凝胶/二氧化硅双层或者其它关联物体的非接触式牵引，牵引力远远大于光压(辐射压)，整个过程简单高效，绿色环保，应用前景广阔。

本发明提供的是一种灵活的光学微手系统及粒子操控方法，其特征是：所述的光学微手系统包括十通道动力光源、光纤耦合器、第一光纤衰减器、第二光纤衰减器、光纤相位调制器、三芯光纤扇入扇出器、三芯光纤、九芯光纤扇入扇出器、九芯光纤、显微镜、计算机。九芯光纤具有3×3的方形分布的纤芯，其纤端有锥体圆台结构，可反射聚焦八个周边纤芯内的操纵光束，九芯光纤的中间芯为少模纤芯。可以通过控制这些纤芯内传输的操控光的强度、相位来实现对微粒的捕获、旋转等姿态调整功能，还可以实现微粒的定向运输功能。可广泛用于复杂的微粒光操纵领域。

一种单激光调制小型磁光阱，包含一个激光器，激光器射出的主激光经由分束和反射形成第一冷却光束、第二冷却光束、第三冷却光束以及反馈光束；冷却光束形成六束光两两对射并交汇于真空腔体内部一点的磁光阱光路，并在第一磁场线圈和第二磁场线圈形成的梯度静磁场的作用下形成磁光阱；反馈光束穿过铷蒸汽气室并依次通过光电探头、调制解调器、锁频控制器和电光调制器转化为再泵浦光，激光器将再泵浦光与产生的主激光合束。该装置激光光路的复杂性低，成本低、精度高；真空玻璃腔体具有低散射、高透明度、低热膨胀系数和良好的真空密封性，可以提供较好的光学性能和稳定性，同时减少磁场干扰和热膨胀的影响。

本发明公开了一种原子磁光阱芯片及加工方法。本发明包括硅晶片和三维磁场线圈，硅晶片顶面中心向下开设的球缺形凹槽，形成反射腔。三维磁场线圈包括嵌在硅晶片顶面的上磁场线圈组和嵌在硅晶片底面的下磁场线圈组；上磁场线圈组包括四个均布在反射腔周围的椭圆形金属环，椭圆形金属环相对反射腔的远端具有开口，形成四个对称布置的开放式椭圆形金属线圈；下磁场线圈组包括两个与反射腔同心的金属圆环，其中内环的投影在四个椭圆形金属环的最小围合空间范围内，内、外金属圆环在同一角度具有开口，形成两个同心布置的开放式圆形金属线圈。本发明在结构上具有光学反射效率高，集成度好，加工简单及使用方便稳定性好的特点。

本发明公开了一种用于制备超冷原子的微型芯片及方法，所述微型芯片包括芯片基底，所述芯片基底上设有氧化隔离层，氧化隔离层通过离子蒸发溅射设有导线刻蚀层，导线刻蚀层上通过光刻法刻有导线，导线设计为双U型导线和双H型导线，导线间的刻槽尺寸为15um。本发明通过芯片上双U型导线和双H型导线所产生的具有极强梯度的势阱场用于片上囚禁和操纵冷原子，一方面解决传统磁光阱中大型线圈和复杂光路对于小型化原子真空物理单元中光学系统及磁场线圈所带来的限制，另一方面其紧凑陡峭的势阱为进一步实现片上快速蒸发冷却制备超冷原子提供有效途径。

本发明公开了一种基于透射式堆叠原子芯片的冷原子捕获装置，包括：透射式堆叠原子芯片、透射式芯片固定架、透明超高真空腔体、芯片原子源和光路，其中，透射式堆叠原子芯片与透射式芯片固定架连接；透明超高真空腔体与透射式堆叠原子芯片连接；芯片原子源与透明超高真空腔体连接，并穿过透明超高真空腔体的侧壁进入其内部。本发明通过引入透射式堆叠原子芯片，能够降低制造成本、提高空间利用率、优化原子芯片能耗，并增强原子抓捕效率和纯度；本发明具有原子捕获和冷却效率高、空间利用率高、功耗低、噪声小、探测和耦合度好以及可扩展性高等优点，为原子芯片的工作和测试提供了一种更高效、更稳定的冷原子捕获装置和方法。