本发明专利技术公开了一种相干布居囚禁原子频标及提高其短期稳定度的方法，属于原子频标领域。所述原子频标包括：压控晶振；线偏振激励单元，用于根据压控晶振的输出频率产生微波探寻信号；物理单元，用于在微波探寻信号的作用产生光检信号；伺服环路，用于对光检信号进行同步鉴相产生同步鉴相信号；控制单元，用于根据同步鉴相信号产生纠偏电压作用在压控晶振上；系统驰豫时间检测单元，用于检测原子频标的系统驰豫时间Δt；控制单元，还用于根据系统驰豫时间Δt对物理单元中的光开关和伺服环路进行时序控制，在控制物理单元中的光开关打开之后N个Δt时间长度后，控制伺服环路对物理单元产生的光检信号进行同步鉴相。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及原子频标领域，特别涉及一种。
技术介绍
相干布居囚禁(英文:Coherent Populat1n Trapping,简称:CPT)原子频标是利用原子与相干激光相互作用所产生的一种量子干涉现象而实现的一种新型原子频标，也是目前从原理上唯一可实现微型化的原子频标，其体积、功耗均比氢原子频标、铯原子频标要小，甚至与目前体积、功耗最小的铷原子频标相比还要小得多。 CPT原子频标的原理是利用微波对激光调制获得双色相干激光与原子作用，当双色相干激光频率之差等于原子的基态两个超精细能级频率差时，原子被制备成CPT态而对光的吸收减弱，激光光强将从原子对激光的吸收谱中获得光强极大值，即电磁感应透明(英文:Electromagnetically Induced Transparency,简称:EIT)谱线，然后米用 EIT谱线作为鉴频谱线去锁定压控晶振。CPT原子频标主要由电子线路和物理单元两个部分构成。电子线路的作用是产生作用于激光器的携带有调制信息的微波探寻信号，电子线路还对物理单元输出的携带鉴频信息的光检信号进行同步鉴相产生同步鉴相信号作用在压控晶振上。物理单元的作用是在微波探寻信号的作用下产生具有鉴频特效的光检信号。 在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题: 在双色相干激光与原子作用时，大量原子积聚于基态超精细子能级态，形成极化暗态现象而不能参与CPT原子态的制备，进而影响CPT原子频标的系统信噪比，不利于CPT原子频标的系统的短期稳定度。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术实施例提供了一种。所述技术方案如下: 一方面，本专利技术实施例提供了一种相干布居囚禁原子频标，所述原子频标包括: 压控晶振； 线偏振激励单元，用于根据所述压控晶振的输出频率产生微波探寻信号； 物理单元，用于在所述微波探寻信号的调制作用下产生双色相干激光，所述双色相干激光与原子作用产生光检信号； 伺服环路，用于对所述光检信号进行同步鉴相产生同步鉴相信号； 控制单元，用于根据所述同步鉴相信号产生纠偏电压作用在所述压控晶振上； 系统驰豫时间检测单元，用于检测所述原子频标的系统驰豫时间At ; 所述控制单元，还用于根据系统驰豫时间At对所述物理单元中的光开关和所述伺服环路进行时序控制，在控制所述物理单元中的光开关打开之后N个At时间长度后，控制所述伺服环路对所述物理单元产生的光检信号进行同步鉴相，N为大于O的奇数。 在本专利技术实施例的一种实现方式中，所述N为3或5。 在本专利技术实施例的另一种实现方式中，所述系统驰豫时间检测单元包括: 环形振荡器，用于接收所述伺服环路的输出信号，并将所述伺服环路的输出信号反相后输出； 执行子单元，用于根据所述环形振荡器的输出信号动作，控制所述物理单元中的光开关的开关； 检测子单元，用于根据所述环形振荡器的输出信号测量所述原子频标的振荡周期； 获取子单元，用于获取所述环形振荡器的振荡周期； 计算子单元，用于根据所述原子频标的振荡周期和所述环形振荡器的振荡周期计算所述原子频标的系统驰豫时间。 在本专利技术实施例的另一种实现方式中，所述环形振荡器由奇数个非门构成且所述非门至少为3个。 在本专利技术实施例的另一种实现方式中，所述计算子单元，用于根据以下公式计算所述原子频标的系统驰豫时间:At = (Tl-TO)/2 ； 其中，At为系统驰豫时间，Tl为所述原子频标的振荡周期，TO为所述环形振荡器的振荡周期。 在本专利技术实施例的另一种实现方式中，所述光开关为高速快门Shutter。 另一方面，本专利技术实施例还提供了一种提高相干布居囚禁原子频标短期稳定度的方法，所述方法包括: 检测原子频标的系统驰豫时间At; 采用压控晶振的输出频率产生微波探寻信号； 在所述微波探寻信号的调制作用下产生双色相干激光，所述双色相干激光与原子作用产生光检信号； 在控制物理单元中的光开关打开之后N个At时间长度后，控制伺服环路对所述物理单元产生的光检信号进行同步鉴相，产生同步鉴相信号，N为大于O的奇数； 根据所述同步鉴相信号产生纠偏电压作用在所述压控晶振上。 在本专利技术实施例的一种实现方式中，所述N为3或5。 在本专利技术实施例的另一种实现方式中，所述检测原子频标的系统驰豫时间At，包括: 采用环形振荡器接收所述伺服环路的输出信号，并将所述伺服环路的输出信号反相后输出； 根据所述环形振荡器的输出信号动作，控制所述物理单元中的光开关的开关； 根据所述环形振荡器的输出信号测量所述原子频标的振荡周期； 获取所述环形振荡器的振荡周期； 根据所述原子频标的振荡周期和所述环形振荡器的振荡周期计算所述原子频标的系统驰豫时间。 在本专利技术实施例的另一种实现方式中，所述根据所述原子频标的振荡周期和所述环形振荡器的振荡周期计算所述原子频标的系统驰豫时间，包括: 根据以下公式计算所述原子频标的系统驰豫时间:At = (Tl-TO)/2 ； 其中，At为系统驰豫时间，Tl为所述原子频标的振荡周期，TO为所述环形振荡器的振荡周期。 本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是: 通过测量原子频标的系统驰豫时间At，然后在对物理单元中的光开关和伺服环路进行时序控制时，在控制物理单元中的光开关打开之后N个At时间长度后，控制伺服环路对物理单元产生的光检信号进行同步鉴相，即增加了对光检信号进行同步鉴相的延迟时间，由于这个延迟时间是系统驰豫时间的N倍，且N为大于O的奇数，所以在进行同步鉴相前，系统已经累积了 N次纠偏误差，相当于在系统中增加了一个积分器，即在系统中引入了一个噪声；由于N为大于O的奇数，N个At也将会达到毫秒量级，而系统中其他信号通常是正弦波(具有偶次谐波)，且频率通常都会高于IMHz量级，因此N个At产生的时序引入的噪声将不会影响到系统中其他信号，因此这样做可以使系统的信噪比得到提高，进而有利于系统短期稳定度。 【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1是本专利技术实施例一提供的相干布居囚禁原子频标的结构示意图； 图2是本专利技术实施例一提供的环形振荡器的振荡周期的示意图； 图3是本专利技术实施例一提供的原子频标的振荡周期的示意图； 图4是本专利技术实施例二提供的提高相干布居囚禁原子频标短期稳定度的方法的流程图； 图5是本专利技术实施例提供的光开关时序和同步鉴相时序图。 【具体实施方式】 为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。 实施例一 本专利技术实施例提供了一种相干布居囚禁原子频标，参见图1，该原子频标包括: 压控晶振101 ; 线偏振激励单元102，用于根据压控晶振的输出频率产生微波探寻信号； 物理单元103，用于在微波探寻信号的调制作用下产生双色相干激光，双色相干激光与原子作用产生光检信号； 伺服环路104，用于对光检信号进行同步鉴相产生同步鉴相信号； 控制单元本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种相干布居囚禁原子频标，其特征在于，所述原子频标包括：压控晶振；线偏振激励单元，用于根据所述压控晶振的输出频率产生微波探寻信号；物理单元，用于在所述微波探寻信号的调制作用下产生双色相干激光，所述双色相干激光与原子作用产生光检信号；伺服环路，用于对所述光检信号进行同步鉴相产生同步鉴相信号；控制单元，用于根据所述同步鉴相信号产生纠偏电压作用在所述压控晶振上；系统驰豫时间检测单元，用于检测所述原子频标的系统驰豫时间Δt；所述控制单元，还用于根据系统驰豫时间Δt对所述物理单元中的光开关和所述伺服环路进行时序控制，在控制所述物理单元中的光开关打开之后N个Δt时间长度后，控制所述伺服环路对所述物理单元产生的光检信号进行同步鉴相，N为大于0的奇数。
【技术特征摘要】
1.一种相干布居囚禁原子频标，其特征在于，所述原子频标包括: 压控晶振； 线偏振激励单元，用于根据所述压控晶振的输出频率产生微波探寻信号； 物理单元，用于在所述微波探寻信号的调制作用下产生双色相干激光，所述双色相干激光与原子作用产生光检信号； 伺服环路，用于对所述光检信号进行同步鉴相产生同步鉴相信号； 控制单元，用于根据所述同步鉴相信号产生纠偏电压作用在所述压控晶振上； 系统驰豫时间检测单元，用于检测所述原子频标的系统驰豫时间八“ 所述控制单元，还用于根据系统驰豫时间八I对所述物理单元中的光开关和所述伺服环路进行时序控制，在控制所述物理单元中的光开关打开之后~个八I时间长度后，控制所述伺服环路对所述物理单元产生的光检信号进行同步鉴相，^为大于0的奇数。2.根据权利要求1所述的原子频标，其特征在于，所述~为3或5。3.根据权利要求1所述的原子频标，其特征在于，所述系统驰豫时间检测单元包括: 环形振荡器，用于接收所述伺服环路的输出信号，并将所述伺服环路的输出信号反相后输出； 执行子单元，用于根据所述环形振荡器的输出信号动作，控制所述物理单元中的光开关的开关； 检测子单元，用于根据所述环形振荡器的输出信号测量所述原子频标的振荡周期； 获取子单元，用于获取所述环形振荡器的振荡周期； 计算子单元，用于根据所述原子频标的振荡周期和所述环形振荡器的振荡周期计算所述原子频标的系统驰豫时间。4.根据权利要求3所述的原子频标，其特征在于，所述环形振荡器由奇数个非门构成且所述非门至少为3个。5.根据权利要求3所述的原子频标，其特征在于，所述计算子单元，用于根据以下公式计算所述原子频标的系统驰豫时间(11-1...
【专利技术属性】
技术研发人员：詹志明，
申请(专利权)人：江汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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