[发明专利]一种高度集成化的新型法拉第反常色散原子滤光器结构

摘要

本发明属于原子滤光技术领域，具体涉及一种高度集成化的新型法拉第反常色散原子滤光器结构。所述滤光器为双层式结构，其上层包含电源模块、液晶显示屏以及电路模块，其下层为滤光器结构的主体部分，包含：温控模块、磁控模块；相对于现有的滤光器专利技术，本发明具有以下特色和优点：高度集成性：本发明将温控模块、磁控模块、电源模块、显示模块等集成到一起；可调谐性：利用温控和磁控模块对气泡谱线进行调谐；便捷性以及较高的商业价值。

主权项

一种高度集成化的新型法拉第反常色散原子滤光器结构，其特征在于，所述滤光器为双层式结构，其上层包含电源模块(11)、液晶显示屏(12)以及电路模块(13)，其下层为滤光器结构的主体部分，包含：第一永磁铁(1)、第二永磁铁(2)、第一偏振片(3)、第二偏振片(4)、碱金属原子蒸汽泡(5)、加热装置(6)、散热窗口(7及8)、感温器(9)、屏蔽罩(10)、第一步进电机(14)、第二步进电机(15)、第一通光孔(16)、第二通光孔(17)、气泡夹持模块(18)、高斯计探头(19)；其中，所述第一永磁铁(1)及第二永磁铁(2)为中心带孔的圆柱体永磁体，所述第一永磁铁(1)及第二永磁铁(2)分别通过金属圆柱竖直固定在滤光器底座上的可滑动部件上，所述第一永磁铁(1)及第二永磁铁(2)的直径均设置为大于碱金属原子蒸汽泡(5)的直径；所述第一永磁铁(1)的中心孔部分设置为可以透光，且中心孔设置为与滤光器一端的第一通光孔(16)重合；所述第二永磁铁(2)的中心孔部分设置为可以透光，且中心孔设置为与滤光器另一端的第二通光孔(17)重合；所述第一永磁铁(1)及第二永磁铁(2)在放置过程中，保持互相平行，且处于相同高度，用于在轴向提供一平行磁场；所述第一永磁铁(1)及第二永磁铁(2)均通过螺纹、螺孔来与各自对应的金属圆柱进行可拆卸地连接固定；所述第一偏振片(3)、第二偏振片(4)分别放置在滤光器的两端，其大小相同，放置高度相同，所述第一偏振片(3)设置于第一永磁铁(1)的光路入射方向上，所述第二偏振片(4)设置于第二永磁铁(2)的光路出射方向上；所述第一偏振片(3)、第二偏振片(4)竖直放置，相互保持平行；所述碱金属原子蒸汽泡(5)采用石英材料制作，通过气泡夹持模块(18)固定在滤光器中心，置于第一永磁铁(1)、第二永磁铁(2)之间，碱金属原子蒸汽泡(5)两端面分别与所在侧的第一永磁铁(1)或第二永磁铁(2)的距离设置为相同；所述碱金属原子蒸汽泡(5)水平放置，其中心轴线与第一永磁铁(1)及第二永磁铁(2)的中心轴线相重合；所述加热装置(6)，其为加热带，与电路模块(13)相连，在其中心部位处设置有散热窗口(7及8)；该加热带设置于所述气泡夹持模块(18)与碱金属原子蒸汽泡(5)相接触的夹持面上；加热时，通过所述气泡夹持模块(18)固定碱金属原子蒸汽泡(5)，电路模块(13)驱动气泡夹持模块(18)夹持面上加热带来对碱金属原子蒸汽泡(5)加热；所述加热装置(6)上的散热窗口(7及8)用于使多余热量从气泡中心处散出，防止在碱金属原子蒸汽泡(5)两平行端面出现凝结，从而影响系统透过率；所述气泡夹持模块(18)，其包括两根相同的支臂，分为第一支臂及第二支臂，所述两根支臂上相同的位置处均设有通孔，通孔所处的位置位于支臂的三分之一至四分之一处之间，以所述两根支臂各自的通孔作为连接点，通过螺栓连接的方式，所述两根支臂交叉连接，形成一“剪刀状”的结构，且所述两根支臂可绕连接点相互转动；由此，将由连接点划分的支臂的较长的一端定义为操作人员手持端，将由连接点划分的支臂的较短的一端定义为汽泡夹持端，所述两根支臂的汽泡夹持端另通过弹簧连接，且汽泡夹持端上形成与碱金属原子蒸汽泡(5)相接触的夹持面，夹持面上设置加热带，由此通过弹簧的预紧力及操作人员的夹持力来固定碱金属原子蒸汽泡(5)，并通过加热带加热汽泡；所述感温器(9)为一微型热敏电阻，其与电路模块(13)相连，并设置为紧贴碱金属原子蒸汽泡(5)的汽泡壁，其由电路模块(13)进行供电驱动，用于检测汽泡温度；所述屏蔽罩(10)为铜皮结构，紧贴在原子滤光器外壁，使用螺丝进行固定；其用于屏蔽外界环境对滤光器的磁干扰，同时也屏蔽滤光器磁场对外界的干扰；所述电源模块(11)，居于原子滤光器上层左侧位置，为大容量可充电的锂电池，其通过电线与电路模块(13)连接，用以给整个滤光器系统供电；所述液晶显示控制屏(12)，居于原子滤光器上层中心位置，其通过线路与电路模块(13)连接，用以实时显示磁场、温度大小，以及系统剩余电量，同时可设置调节磁场及温度大小；所述电路模块(13)，居于原子滤光器上层右侧位置，通过电线与电源模块(11)、液晶显控屏(12)、加热装置(6)、感温器(9)、第一步进电机(14)、第二步进电机(15)、高斯计探头(19)相连，用以调节温度和磁场；所述第一步进电机(14)、第二步进电机(15)，固定在原子滤光器底部两端，分别通过齿轮控制其所在端的永磁铁的移动；所述第一步进电机(14)、第二步进电机(15)由电路模块(13)进行驱动，用于调节两永磁体之间的距离，进而改变磁场大小；所述高斯计探头(19)放置在汽泡外壁，用以探测气室磁场大小。