[实用新型]原子喷泉钟激光跳频与功率衰减装置

说明书

一种原子喷泉钟激光跳频与功率衰减装置，安装壳内设有第一微波开关、第二微波开关、第一衰减器、第二衰减器、开关电源，第一微波开关的两输入端与第一射频转接器和第二射频转接器相连、输出端与第一衰减器的输入端相连、两控制端与第三射频连接器和第四射频连接器相连，第一衰减器的控制电压端与第五射频连接器相连、输出端与位于安装壳上的第六射频转接器相连，第二微波开关的两输入端与第三射频转接器和第四射频转接器相连、输出端与第二衰减器的输入端相连、两控制端与第一射频连接器和第二射频连接器相连，第二衰减器的控制电压端与第六射频连接器相连、输出端与第五射频转接器相连，开关电源为第一衰减器和第二衰减器供电。

技术领域

本实用新型属于原子喷泉钟技术领域，具体涉及到一种原子喷泉钟激光跳频与功率衰减装置。

背景技术

铯原子喷泉钟是用作频率基准的装置。铯原子喷泉钟的研制离不开激光冷却原子技术，铯原子喷泉钟的二维磁光阱(2D-MOT)、三维磁光阱(3D-MOT)、偏振梯度冷却都与激光冷却技术相关。二维磁光阱(2D-MOT)中的四束俘获光和梯度磁场共同作用形成沿水平方向的慢速原子束，慢速原子束被注入三维磁光阱(3D-MOT)后，六束俘获光和梯度磁场共同作用将原子囚禁于中心位置，经过磁光阱俘获的原子团温度仍然过高，在几百μK，高于多普勒冷却的极限温度，这就需要对原子团进行后冷却。后冷却采用偏振梯度冷却的方式，偏振梯度冷却是在原子团上抛之后的1～2ms时间内，通过大幅度调整俘获光失谐和降低俘获光功率实现的，经过后冷却后，原子团温度可达几μK，偏振梯度冷却是铯原子喷泉钟运行中至关重要的一步。根据偏振梯度冷却后温度T的公式可知，在激光失谐不发生变化的情况下，偏振梯度冷却的温度正比于冷却光光强，若激光功率不发生改变，偏振梯度冷却的温度反比于冷却光失谐，所以实验上通常采用降低冷却光功率，增加失谐量的方法来降低偏振梯度冷却的温度。通过时序控制系统控制冷却光频率和功率的改变从而实现原子团的上抛和偏振梯度冷却，联系控制系统与光学系统的装置就是激光跳频与功率衰减装置。

通常设计使用的喷泉钟激光跳频与功率衰减装置采用四个微波开关，型号为ZSWA-4-30DR，4路TTL电平来编码控制开关的关断。采用两台信号源作为微波开关输入端，一台信号源输出频率为80MHz，经功分器输出到两个微波开关，另外一台信号源分别输出80MHz-δυ/2和80MHz+δυ/2的频率信号到另外两个微波开关。两个微波开关经合束器输出给第一衰减器，另外两个微波开关经合束器输出给第二衰减器。其缺点是微波器件多，因此产生的插入损耗大。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有激光跳频与功率衰减装置的缺点，提供一种设计合理、结构简单、稳定性好、插入损耗小的原子喷泉钟激光跳频与功率衰减装置。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：安装壳内设置有第一微波开关、第二微波开关、第一衰减器、第二衰减器、开关电源，第一微波开关的两输入端与位于安装壳上的第一射频转接器和第二射频转接器相连、输出端与第一衰减器的输入端相连、两控制端与位于安装壳上的第三射频连接器和第四射频连接器相连，第一衰减器的控制电压端与位于安装壳上的第五射频连接器相连、输出端与位于安装壳上的第六射频转接器相连，第二微波开关的两输入端与位于安装壳上的第三射频转接器和第四射频转接器相连、输出端与第二衰减器的输入端相连、两控制端与位于安装壳上的第一射频连接器和第二射频连接器相连，第二衰减器的控制电压端与位于安装壳上的第六射频连接器相连、输出端与位于安装壳上的第五射频转接器相连，开关电源为第一衰减器和第二衰减器供电。

作为一种优选的技术方案，所述的第一射频转接器～第六射频转接器为射频转接器SMA母转母。

作为一种优选的技术方案，所述的第一微波开关输出端与第一衰减器的输入端通过射频转接头SMA公转公相连，所述的第二微波开关输出端与第二衰减器的输入端通过射频转接头SMA公转公相连。

作为一种优选的技术方案，所述的第一微波开关和第二微波开关的型号为ZMSW-1211。

本实用新型的有益效果如下：