激勵(lì)原子躍遷裝置和方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種激勵(lì)原子躍遷裝置和方法。裝置包括頻率源部、微波綜合部和原子激勵(lì)部；頻率源部用于產(chǎn)生長期穩(wěn)定的低頻信號(hào)；微波綜合部用于接收頻率源部的低頻信號(hào)，并結(jié)合微波綜合部產(chǎn)生的短期穩(wěn)定的低頻信號(hào)，產(chǎn)生用于激勵(lì)原子躍遷的激勵(lì)信號(hào)；原子激勵(lì)部用于接收激勵(lì)信號(hào)并激勵(lì)原子發(fā)生躍遷。本發(fā)明專利技術(shù)提供的激勵(lì)原子躍遷裝置和方法，可以提高激勵(lì)原子躍遷的激勵(lì)信號(hào)的頻率穩(wěn)定度。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及計(jì)量技術(shù)，尤其涉及一種。
技術(shù)介紹
實(shí)驗(yàn)室型原子噴泉鐘是利用原子一對(duì)能級(jí)的躍遷譜線，使激勵(lì)原子躍遷的裝置產(chǎn)生與原子能級(jí)躍遷譜線中心頻率一致的激勵(lì)信號(hào)，激勵(lì)原子實(shí)現(xiàn)所需的能級(jí)躍遷，復(fù)現(xiàn)秒定義。現(xiàn)有技術(shù)中，利用晶體振蕩器為參考源，通過鑒相、環(huán)路 濾波及相應(yīng)的分頻或倍頻技術(shù)，將壓控振蕩器鎖定在參考源上。但是，由于其運(yùn)用晶體振蕩器為參考源，受晶體振蕩器本身技術(shù)指標(biāo)的限制，該方法產(chǎn)生的激勵(lì)原子躍遷的激勵(lì)信號(hào)的頻率穩(wěn)定度無法達(dá)到時(shí)間頻率基準(zhǔn)的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種，用以提高激勵(lì)原子躍遷的激勵(lì)信號(hào)的頻率穩(wěn)定度。一方面，本專利技術(shù)提供一種激勵(lì)原子躍遷裝置，包括頻率源部、微波綜合部和原子激勵(lì)部；所述頻率源部用于產(chǎn)生長期穩(wěn)定的低頻信號(hào)；所述微波綜合部用于接收所述頻率源部的低頻信號(hào)，并結(jié)合所述微波綜合部產(chǎn)生的短期穩(wěn)定的低頻信號(hào)，產(chǎn)生用于激勵(lì)原子躍遷的激勵(lì)信號(hào)；所述原子激勵(lì)部用于接收所述激勵(lì)信號(hào)并激勵(lì)原子發(fā)生躍遷。另一方面，本專利技術(shù)提供一種激勵(lì)原子躍遷方法，包括產(chǎn)生長期穩(wěn)定和短期穩(wěn)定的中間控制信號(hào)；根據(jù)所述中間控制信號(hào)產(chǎn)生用于激勵(lì)原子躍遷的激勵(lì)信號(hào)。本專利技術(shù)提供的，通過利用頻率源部產(chǎn)生的長期穩(wěn)定的低頻信號(hào)和微波綜合部產(chǎn)生的短期穩(wěn)定的低頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生具有長期穩(wěn)定度和短期穩(wěn)定度的激勵(lì)原子躍遷的激勵(lì)信號(hào)，提高了激勵(lì)原子躍遷的激勵(lì)信號(hào)的頻率穩(wěn)定度。附圖說明圖I為本專利技術(shù)激勵(lì)原子躍遷裝置實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本專利技術(shù)激勵(lì)原子躍遷裝置實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本專利技術(shù)激勵(lì)原子躍遷裝置實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本專利技術(shù)激勵(lì)原子躍遷裝置實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本專利技術(shù)激勵(lì)原子躍遷裝置實(shí)施例五的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本專利技術(shù)激勵(lì)原子躍遷裝置實(shí)施例六的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本專利技術(shù)激勵(lì)原子躍遷裝置實(shí)施例七的結(jié)構(gòu)示意圖8為本專利技術(shù)激勵(lì)原子躍遷方法實(shí)施例一的流程圖；圖9為本專利技術(shù)激勵(lì)原子躍遷方法實(shí)施例二的流程圖。具體實(shí)施例方式圖I為本專利技術(shù)激勵(lì)原子躍遷裝置實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，本專利技術(shù)實(shí)施例提供的激勵(lì)原子躍遷裝置包括頻率源部101、微波綜合部102和原子激勵(lì)部103。頻率源部101用于產(chǎn)生長期穩(wěn)定的低頻信號(hào)；微波綜合部102用于接收頻率源部101的低頻信號(hào)，并結(jié)合微波綜合部102產(chǎn)生的短期穩(wěn)定的低頻信號(hào)，產(chǎn)生用于激勵(lì)原子躍遷的激勵(lì)信號(hào)；原子激勵(lì)部103用于接收激勵(lì)信號(hào)并激勵(lì)原子發(fā)生躍遷。具體的，頻率源部101可以采用氫鐘等作為頻率源，以提供具有良好長期穩(wěn)定度的低頻信號(hào)；微波綜合部102接收頻率源部101的低頻信號(hào)，生成具有良好短期穩(wěn)定度的低·頻信號(hào)，且將該低頻信號(hào)的頻率鎖定到頻率源部101輸出信號(hào)的頻率，再進(jìn)一步的生成激勵(lì)原子躍遷的激勵(lì)信號(hào)，從而保證激勵(lì)信號(hào)的頻率具有長期穩(wěn)定度和短期穩(wěn)定度。本實(shí)施例中，通過利用頻率源部101產(chǎn)生的長期穩(wěn)定的低頻信號(hào)和微波綜合部102產(chǎn)生的短期穩(wěn)定的低頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生具有長期穩(wěn)定度和短期穩(wěn)定度的激勵(lì)原子躍遷的激勵(lì)信號(hào)，提高了激勵(lì)原子躍遷的激勵(lì)信號(hào)的頻率穩(wěn)定度。圖2為本專利技術(shù)激勵(lì)原子躍遷裝置實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本專利技術(shù)實(shí)施例提供的激勵(lì)原子躍遷裝置不僅包括頻率源部101、微波綜合部102和原子激勵(lì)部103，還包括誤差校準(zhǔn)部201。誤差校準(zhǔn)部201的輸入端與原子激勵(lì)部103連接，誤差校準(zhǔn)部201的輸出端與微波綜合部102連接。誤差校準(zhǔn)部201用于根據(jù)原子躍遷幾率計(jì)算微波綜合部102產(chǎn)生的激勵(lì)信號(hào)與原子諧振頻率之間的誤差值，并將誤差值反饋給微波綜合部102。具體的，誤差校準(zhǔn)部201根據(jù)原子躍遷幾率計(jì)算微波綜合部102產(chǎn)生的激勵(lì)信號(hào)與原子諧振頻率之間的誤差，并將誤差值反饋給微波綜合部102，微波綜合部102根據(jù)誤差校準(zhǔn)部201反饋的誤差值對(duì)輸出頻率進(jìn)行調(diào)整，從而保證微波綜合部102產(chǎn)生的原子躍遷激勵(lì)信號(hào)的精確度。本實(shí)施例中，微波綜合部102通過利用誤差校準(zhǔn)部201反饋的激勵(lì)信號(hào)與原子諧振頻率之間的誤差值，對(duì)產(chǎn)生的激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)輸出激勵(lì)原子躍遷的精確頻率信號(hào)，提高了原子躍遷的準(zhǔn)確度。圖3為本專利技術(shù)激勵(lì)原子躍遷裝置實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，如上所述的激勵(lì)原子躍遷裝置，其中，微波綜合部102具體可以包括短穩(wěn)頻率單元301、第一頻率合成單元302、第二頻率合成單元303、第一混頻器304和頻率調(diào)理單元305。短穩(wěn)頻率單兀301的輸入纟而與頻率源部101的輸出纟而連接、短穩(wěn)頻率單兀301的輸出端與第一頻率合成單元302輸入端連接，第一頻率合成單元302、第二頻率合成單元303的輸出端與第一混頻器304輸入端連接，第一頻率合成單元302、第一混頻器304的輸出端與頻率調(diào)理單元305連接。短穩(wěn)頻率單元301用于產(chǎn)生短期穩(wěn)定的低頻信號(hào)，頻率源部101能夠保證短穩(wěn)頻率單元301產(chǎn)生的低頻信號(hào)長期穩(wěn)定；第一頻率合成單元302用于產(chǎn)生靠近所激勵(lì)原子的諧振頻率的激勵(lì)信號(hào)；第二頻率合成單元用于根據(jù)誤差校準(zhǔn)部201反饋的誤差信號(hào)產(chǎn)生頻率校準(zhǔn)信號(hào)；頻率調(diào)理單元305用于調(diào)理第一頻率合成單元302和第二頻率合成單元303的輸出信號(hào)，生成激勵(lì)原子躍遷的激勵(lì)信號(hào)。具體的，短穩(wěn)頻率單元301接收頻率源部101產(chǎn)生的具有長期穩(wěn)定度的低頻信號(hào)，并生成同頻率的具有短期穩(wěn)定度的低頻信號(hào)；第一頻率合成單元302利用短穩(wěn)頻率單元301輸出的低頻信號(hào)，產(chǎn)生接近所激勵(lì)原子的諧振頻率的激勵(lì)信號(hào)；第二頻率合成單元303根據(jù)誤差校準(zhǔn)部201輸出的反應(yīng)當(dāng)前激勵(lì)信號(hào)與原子諧振頻率誤差值的誤差信號(hào)，生成相應(yīng)的低頻調(diào)整信號(hào)，第一混頻器304將第一頻率合成單元302輸出的高頻信號(hào)和第二頻率合成單元303輸出的低頻調(diào)整信號(hào)進(jìn)行混頻處理，輸出到頻率調(diào)理單元305 ;頻率調(diào)理單元305將第一混頻器304輸出的高頻信號(hào)通過與第一頻率合成單元302輸出的調(diào)理控制信號(hào)進(jìn)行處理，生成最終的激勵(lì)原子躍遷的激勵(lì)信號(hào)。本實(shí)施例中，微波綜合部102通過將短穩(wěn)頻率單元301與頻率源部101相結(jié)合，為激勵(lì)原子躍遷裝置提供了具有長期穩(wěn)定度和短期穩(wěn)定度的頻率源信號(hào)，并進(jìn)一步的通過頻 率調(diào)理單元305對(duì)第一混頻器304輸出的高頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，實(shí)現(xiàn)輸出具有較高穩(wěn)定度和精確度的激勵(lì)原子躍遷的激勵(lì)信號(hào)，提高了原子躍遷的準(zhǔn)確度。圖4為本專利技術(shù)激勵(lì)原子躍遷裝置實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，如上所述的激勵(lì)原子躍遷裝置，其中，短穩(wěn)頻率單元301包括依次連接的第二混頻器401、放大低通器402、低頻振蕩器403和第一分配放大器404。第一分配放大器404的輸出端與第二混頻器401輸入端連接，頻率源部101的輸出端與第二混頻器401輸入端連接；第一分配放大器404的輸出端與第一頻率合成單元302連接。第二混頻器401用于對(duì)頻率源部101和第一分配放大器404輸出的低頻信號(hào)進(jìn)行頻率混合，并檢測兩個(gè)低頻信號(hào)的頻率值偏差；放大低通器402用于將第二混頻器401輸出的頻率信號(hào)進(jìn)行功率放大并低通濾波；低頻振蕩器403用于產(chǎn)生短期穩(wěn)定的低頻信號(hào)，并根據(jù)放大低通器403輸出的信號(hào)進(jìn)行頻率微調(diào)；第一分配放大器404用于將低頻振蕩器403輸出的信號(hào)反饋給第二混頻器401，并輸出給第一頻率合成單元302。具體的，第二混頻器401將頻率源部101提供的低頻信號(hào)源與短穩(wěn)頻率單元301的輸出信號(hào)進(jìn)行混頻處理，得到兩個(gè)信本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種激勵(lì)原子躍遷裝置，其特征在于，包括頻率源部、微波綜合部和原子激勵(lì)部；所述頻率源部用于產(chǎn)生長期穩(wěn)定的低頻信號(hào)；所述微波綜合部用于接收所述頻率源部的低頻信號(hào)，并結(jié)合所述微波綜合部產(chǎn)生的短期穩(wěn)定的低頻信號(hào)，產(chǎn)生用于激勵(lì)原子躍遷的激勵(lì)信號(hào)；所述原子激勵(lì)部用于接收所述激勵(lì)信號(hào)并激勵(lì)原子發(fā)生躍遷。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉年豐，陳偉亮，李天初，林平衛(wèi)，房芳，劉昆，所睿，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國計(jì)量科學(xué)研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：