[实用新型]一种原子频标系统剩余磁场测量系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及原子频标磁场测量技术领域，特别涉及一种原子频标系统剩余磁场测量系统。

背景技术

腔泡系统是被动型铷原子频标整机的核心部件，主要包括谐振腔及为了减小物理系统的体积而设计的集成滤光共振泡，以及辅助完成原子频标工作所需的、C场及控温部件等。

谐振腔是一种微波谐振器件，它的主要作用是为87Rb原子基态精细结构的微波跃迁提供合适的微波场，其共振频率与作为量子鉴频参考的原子跃迁频率是一致的，同时它也起着为集成滤光共振泡提供热环境的作用。集成滤光共振泡是整个量子系统的核心，集成泡中的铷原子的基态超精细0-0跃迁频率即是铷原子频标的鉴频参考频率。集成滤光共振泡内的铷原子运动方向是杂乱无章的，加上一个固定电流大小及方向的磁场（即C场），能够很好的起到“原子分裂”及“量子化轴”的作用。腔泡系统中的控温部件由热敏电阻和加热丝组成并分别安装于腔盖和腔体上，控温部件配合腔泡系统外部的控温电路对谐振腔的温度进行控制。

腔泡系统本身存在着各种形式的干扰，它们通过闭合线路电磁交换形式，产生一定量的剩余磁场。这些磁场的存在是相当复杂的，是“原子分裂”及“量子化轴”用C场之外的附加磁场。另外腔泡系统的控温模块中的加热器环节设计不合理，也可以引入剩场，其产生的原因是当环境温度变化时，加热电流将发生变化，变化的电流在原子周围感生出附加的磁场。在剩场作用下，由于Zeeman效应，原子能级发生移动，最终导致原子频标的输出频率发生变化。而目前在被动型原子频标技术领域，对整机系统的剩余磁场大小无法进行比较精确的测量，而由于剩余磁场的存在，外界环境的变化引起的剩余磁场大小和方向的改变导致的整机指标变化也无法测量。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种测量原子频标系统的剩余磁场，为评估温度对剩余磁场及原子频标系统的稳定度的影响提供依据。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种原子频标系统剩余磁场测量系统，包括：工控机、磁场测试仪、隔离放大器、压控晶体振荡器以及频稳测试仪；所述磁场测试仪与所述工控机相连，测量所述的原子频标系统的剩余磁场并发送给工控机；所述压控晶体振荡器将所述原子频标系统的输出信号经由隔离放大器传输给所述频稳测试仪；所述频稳测试仪与所述工控机相连。

进一步地，所述原子频标系统剩余磁场测量系统还包括：显示屏；所述显示屏与所述工控机相连。

进一步地，所述显示屏为触控屏。

进一步地，所述隔离放大器的精度等级为0.2级。

进一步地，全量程范围内的非线性度小于0.1%。

进一步地，所述原子频标系统内的C场换向开关控制C场正负方向，并通过磁场测试仪记录所述原子频标系统C场正负方向变化前后剩余磁场大小。

进一步地，当原子频标系统内的C场换向开关控制动作前后，所述频稳测试仪分别记录两次频差。

进一步地，所述工控机存储两次所述频差以及来年盖茨所属剩余磁场值，通过所述显示频显示。

进一步地，所述原子频标系统剩余磁场测量系统还包括：温度控制器；所述温度控制器与所述原子频标系统相连。

进一步地，所述温度控制器调节控制所述原子频标系统内部温度，通过所述工控机记录，通过所述显示屏显示。

本实用新型提供的原子频标系统剩余磁场测量系统通过磁场测试仪测试原子频标系统的剩余磁场，通过频稳测试仪测量原子频标系统的输出信号频差，通过工控机记录存储测量数据；该系统能够精确的知道原子频标内部剩余磁场的大小，并通过环境温度的改变来评估剩场对原子频标系统的频率稳定度造成的影响，为日后原子频标磁场领域的研究给出相应依据。还能较好地了解到原子频标系统内的剩余磁场的大小，而更重要的是了解剩余磁场的变化对整机的指标影响，知道了剩余磁场的大小及剩余磁场的变化对整机指标的影响量后，可以很方便地给出进一步改进原子频标整机频率稳定度的依据。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的原子频标系统剩余磁场测量系统的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型实施例提供的一种原子频标系统剩余磁场测量系统，包括：工控机、磁场测试仪、隔离放大器、压控晶体振荡器以及频稳测试仪；磁场测试仪与工控机相连，测量的原子频标系统的剩余磁场并发送给工控机；压控晶体振荡器将原子频标系统的输出信号经由隔离放大器传输给频稳测试仪，测量原子频标系统的输出信号的频差；频稳测试仪与工控机相连，将频差发送工控机存储。