[发明专利]一种精密频谱基准输出方法及原子钟

权利要求书

1.一种精密频谱基准输出用原子钟，其特征在于，包括：

光谱灯，其内部具有活跃金属气体，用于生成激发光信号；

滤光片，其设置在所述光谱灯一端，能够调整所述激发光信号的光强；

高频振荡器，其用于产生震荡激发频率，为所述光谱灯提供泵浦能量；

滤光共振泡，其内部充有与所述光谱灯相同的活跃金属气体，并为所述光谱灯提供微波磁场，以使所述滤光共振泡内活跃金属气体与所述光谱灯生成的激发光信号共振放大生成共振跃迁频率光信号，并转换为电信号；

微处理器，其用于检测获取所述电信号，并输出基准频率。

2.根据权利要求1所述的精密频谱基准输出用原子钟，其特征在于，且所述光谱灯内还包括惰性气体，其与所述活跃金属气体混合；

其中，所述活跃金属气体为铷气体。

3.根据权利要求2所述的精密频谱基准输出用原子钟，其特征在于，所述惰性气体为氪气和/或氩气。

4.根据权利要求2或3所述的精密频谱基准输出用原子钟，其特征在于，所述滤光片为磁性超精细成分滤光片，且所述滤光片的光学透过率为70％。

5.根据权利要求4所述的精密频谱基准输出用原子钟，其特征在于，高频振荡器采用方波激励震荡电路。

6.根据权利要求4所述的精密频谱基准输出用原子钟，其特征在于，所述滤光共振泡包括：

谐振腔，其用于提供微波磁场；

光电池，其用于将载有共振跃迁信息的光信号转换为电信号；

控温部件，其设置在所述谐振腔上，能够对所述谐振腔的温度进行控制。

7.根据权利要求6所述的精密频谱基准输出用原子钟，其特征在于，还包括：

DDS模块，其以串行通信方式连接所述微处理器，能够接收送视微处理器发来的频率合成指令，以外部时钟为参考源产生直接数字频率合成的的合调制信号；

同步鉴相模块，其获取微波探询信号频率与量子参考频率之间的差值信息，并将所述差值信息返还给所述微处理器，输出基准频率信号；

相位调整模块，其能够对微波探询信号频率和所述与量子参考频率进行相位调整，以提高基准频率信号的精度。

8.一种精密频谱基准输出方法，使用如权利要求1-7中任一项所述的其特征在于，包括：

将所述光谱灯置于高频震荡器的震荡电路内；

设定所述高频振荡器的震荡频率和功率，使所述光谱灯内的惰性气体和活跃金属气体电离，并惰性气体分子与金属原子碰撞使金属原子吸收能量发生能级跃迁，辐射出光子，进而产生激发光信号；

设定所述滤光共振泡为恒温，将两个相干的有一定时间间隔的微波脉冲作用在所述滤光共振泡上，以使所述滤光共振泡内活跃金属气体与所述光谱灯生成的激发光信号共振放大生成共振跃迁频率光信号，并经过光电池将所述共振跃迁频率光信号转换为电信号；

微处理器向DDS模块的输送一路79Hz键控调频信号；

DDS模块接收所述微处理器的79Hz键控调频信号，并以外部时钟为参考源产生直接数字频率合成的5.3125MHz±Δf的综合调制信号，频率合成后输出以79Hz为频率周期键控输出5.3125MHz+Δf和5.3125MHz-Δf综合调制信号，其中Δf的大小由原子频标物理系统的具体线宽决定；

所述综合调制信号经微波倍、混频后产生6834.6875MHz+Δf的微波探询信号作用于物理系统，经物理系统的量子鉴频作用后，产生物理系统鉴频信号；

所述物理系统鉴频信号和所述综合调制信号经所述相位调整模块进行相位调整后送至同步鉴相模块进行同步鉴相生成同步鉴相信号，输出基准频率信号。

9.根据权利要求8所述的精密频谱基准输出方法，其特征在于，所述励震荡电路的震荡频率设定为100MHz，功率设定为1-5W。

10.根据权利要求9所述的精密频谱基准输出方法，其特征在于，还包括：对所述同步鉴相信号设置采样区，并进行N次采样平均，以减小电平抖动对同步鉴相产生的影响。