[发明专利]一种铷原子频标有效

专利信息
申请号: 201510937130.2 申请日: 2015-12-15
公开(公告)号: CN105450228B 公开(公告)日: 2019-05-17
发明(设计)人: 兰慧;雷海东 申请(专利权)人: 江汉大学
主分类号: H03L7/26 分类号: H03L7/26
代理公司: 北京三高永信知识产权代理有限责任公司 11138 代理人: 徐立
地址: 430056 湖北省武汉市*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 原子
【说明书】:

发明公开了一种铷原子频标,属于原子频标领域。所述铷原子频标包括光源、共振跃迁模块、射频信号产生模块、光电检测模块、以及中央处理器,共振跃迁模块、光电检测模块依次设置在光源产生光的输出光路上,射频信号产生模块分别与共振跃迁模块、中央处理器连接,光电检测模块与中央处理器连接,铷原子频标还包括光开关和功率检测模块,光开关设置在光源产生光的输出光路上且位于光源和共振跃迁模块之间,光开关与中央处理器连接,功率检测模块分别与共振跃迁模块、中央处理器连接。本发明通过中央处理器控制光开关开闭的方式开控制抽运光脉冲的作用时间,缩短了铷原子频标中环路响应时间,加快了闭环工作时间,从而减小铷原子频标的光频移。

技术领域

本发明涉及原子频标领域,特别涉及一种铷原子频标。

背景技术

原子频标是提供标准频率和时间的设备。铷原子频标因其具有体积小、低功耗和较好的抗恶劣环境的能力,而成为应用最广泛的一种原子频标。

在原子检测应用领域,为提高信噪比,铷原子频标采用了光抽运的方法。但由于抽运光不是单色光,而是具有一定线宽和线性函数的多条光谱线的叠加,所以抽运光将会引起铷原子跃迁频率的移动,即光频移。光频移就其本质而言是交变光频电场产生的交流斯塔克效应的平均效果,其与抽运光的光强成正比且与抽运光的光谱轮廓有关。为了减小铷原子频标的光频移,通常采用改变抽运光光强的方法。然而,一方面,改变抽运光光强的所测得的原子频标整机频率曲线不是完全交于一点,而是交于一个小的三角形区域,因此,改变光强并不能完全消除光频移对原子频标输出频率稳定度的影响。另一方面,光频移的大小不但与抽运光的光强成正比,而且与抽运光光谱线的线性函数关系密切。在光谱线线性函数范围内有一部分频率分量会引起铷原子跃迁频率的正向移动即正光频移,另一部分频率分量引起负光频移,抽运光引起的光频移是上述正光频移和负光频移的叠加。当光谱线的线性函数发生微小变化时,很容易导致正光频移和负光频移的总和不为零,而引起铷原子频标的光频移,因而,仅仅改变抽运光光强不能消除光谱线的线性函数发生变化引起的光频移,从而会影响铷原子频标输出频率的稳定度。现有技术对抽运光光脉冲信号产生是通过对光源的高频激励管进行方波控制,使其在方波电平作用下发生或熄灭,这样当每次光源熄灭后再到正常发光并稳定经历的时间过长,不利于原子钟伺服系统的快速闭环工作,使环路响应时间变长。

发明内容

为了解决现有技术每次光源熄灭后再到正常发光并稳定经历的时间过长,不利于原子钟伺服系统的快速闭环工作,使环路响应时间变长的问题,本发明实施例提供了一种铷原子频标。所述技术方案如下:

本发明实施例提供了一种铷原子频标,所述铷原子频标包括光源、共振跃迁模块、射频信号产生模块、光电检测模块、以及中央处理器,所述共振跃迁模块、所述光电检测模块依次设置在所述光源产生光的输出光路上,所述射频信号产生模块分别与所述共振跃迁模块、所述中央处理器连接,所述光电检测模块与所述中央处理器连接,所述铷原子频标还包括光开关和功率检测模块,所述光开关设置在所述光源产生光的输出光路上且位于所述光源和所述共振跃迁模块之间,所述光开关与所述中央处理器连接,所述功率检测模块分别与所述共振跃迁模块、所述中央处理器连接;所述铷原子频标还包括电流控制模块和磁场控制模块,所述电流控制模块分别与所述中央处理器、所述磁场控制模块连接,所述磁场控制模块与所述共振跃迁模块连接。

可选地,所述电流控制模块包括恒流源,所述磁场控制模块包括漆包线,所述漆包线缠绕在所述共振跃迁模块外。

可选地,所述铷原子频标还包括温度检测模块,所述温度检测模块分别与所述中央处理器、所述共振跃迁模块连接。

优选地,所述温度检测模块包括热敏电阻。

在本发明一种可能的实现方式中,所述光开关设置在所述光源产生光的输出端。

在本发明又一种可能的实现方式中,其特征在于,所述共振跃迁模块包括谐振腔和呈泡状腔体结构的共振吸收泡,所述共振吸收泡设置在所述谐振腔内。

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