一种氢原子钟电离源系统技术方案

本发明专利技术涉及、一种氢原子钟电离源系统，其包括：依次连接的一电离源振荡组件、一氢原子钟电离泡以及一电离泡光强检测组件，其还包括：一与所述电离泡光强检测组件连接的电离源工作模式控制组件，其根据电离源当前的工作模式以及所述电离泡光强检测组件输出的光强电压值，输出一电压控制信号；以及一连接在所述电离源工作模式控制组件与电离源振荡组件之间的振荡组件功率控制模块，其根据所述电压控制信号，选择对应的电压并输出至所述电离源振荡组件。本发明专利技术解决了传统氢钟电离源系统需要较高功率启动，并维持高功率工作模式长期工作，从而易导致电离源寿命及可靠性降低的问题，并且实现了电离源组件的可靠性提升。

A System of Ionization Source for Hydrogen Atomic Clock

The invention relates to a hydrogen atomic clock ionization source system, which comprises an ionization source oscillation module, a hydrogen atomic clock ionization bubble and an ionization bubble intensity detection module connected in turn. The system also includes an ionization source mode control module connected with the ionization bubble intensity detection module, which is based on the current working mode of the ionization source and the ionization bubble intensity detection module. The output light intensity voltage value outputs a voltage control signal, and an oscillation module power control module connected between the ionization source mode control module and the ionization source oscillation module, which selects the corresponding voltage according to the voltage control signal and outputs it to the ionization source oscillation module. The invention solves the problem that the traditional hydrogen clock ionization source system needs high power start-up and maintains high power working mode for a long time, thus easily leading to the reduction of the ionization source life and reliability, and realizes the improvement of the reliability of the ionization source component.

【技术实现步骤摘要】
一种氢原子钟电离源系统
本专利技术涉及原子频标领域，尤其涉及一种氢原子钟电离源系统。
技术介绍
氢原子钟由物理和电路两大部分组成，其中，电路部分产生探测信号，激发氢原子基态两超精细能级之间的跃迁，以此跃迁频率(1420.405MHz)作为整机的锁定基准，将10MHz晶振锁定在原子跃迁频率上，实现氢钟高稳定10MHz信号输出。电离源系统是氢钟物理部分的一个重要组件，采用射频激励诱导无极放电的方式实现氢分子电离。具体的过程如下：将氢分子通入石英制的电离泡内，由克拉泼共振电路或者多级射频放大电路产生频率为100MHz左右、功率5W～10W的射频信号，导入电离泡内，自由电子在射频电场的作用下进行加速并轰击氢分子，产生氢原子、氢离子和更多电子。电子连续的加速和轰击，能够在电离泡内构成持续的电离。被电子轰击离结生成的氢原子一般处于激发态，会通过自发辐射回到基态，同时发出光辐射。电离源系统需要保证氢分子的电离效率，从而保持氢原子的有效流量满足跃迁的需求。电离过程中可通过辐射光谱进行间接判断。然而，现有技术中电离源系统存在以下问题：传统的电离源系统可如图1所示，该系统包括：电离源振荡组件1、氢原子钟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢原子钟电离源系统，其包括：依次连接的一电离源振荡组件、一氢原子钟电离泡以及一电离泡光强检测组件，其特征在于，所述系统还包括：一与所述电离泡光强检测组件连接的电离源工作模式控制组件，其根据电离源当前的工作模式以及所述电离泡光强检测组件输出的光强电压值，输出一电压控制信号；以及一连接在所述电离源工作模式控制组件与电离源振荡组件之间的振荡组件功率控制模块，其根据所述电压控制信号，选择对应的电压并输出至所述电离源振荡组件。

【技术特征摘要】
1.一种氢原子钟电离源系统，其包括：依次连接的一电离源振荡组件、一氢原子钟电离泡以及一电离泡光强检测组件，其特征在于，所述系统还包括：一与所述电离泡光强检测组件连接的电离源工作模式控制组件，其根据电离源当前的工作模式以及所述电离泡光强检测组件输出的光强电压值，输出一电压控制信号；以及一连接在所述电离源工作模式控制组件与电离源振荡组件之间的振荡组件功率控制模块，其根据所述电压控制信号，选择对应的电压并输出至所述电离源振荡组件。2.根据权利要求1所述的氢原子钟电离源系统，其特征在于，所述电离源的工作模式包括：中功耗短期工作模式、低功耗短期工作模式、高功耗短期工作模式、低功耗长期工作模式、中功耗长期工作模式以及断电模式。3.根据权利要求2所述的氢原子钟电离源系统，其特征在于，所述电离源工作模式控制组件配置为：使所述电离源在中功耗短期工作模式下加电启动并工作预设时间后，将所述光强电压值与预设的阈值电压进行比较，若超过该阈值电压，则将所述电离源切换至工作在低功耗短期工作模式下，否则将所述电离源切换至工作在高功耗短期工作模式下；当所述电离源在低功耗短期工作模式下工作预设时间后，再次将所述光强电压值与预设的阈值电压进行比较，若超过该阈值电压，则将所述电离源切换并维持工作在低功耗长期工作模式下，否则将所述电离源切换并维持工作在中功耗长期工作模式下；当所述电离源在高功耗短期工作模式下工作预设时间后，再次将所述光强电压值与预设的阈值电压进行比较，若超过该阈...

【专利技术属性】
技术研发人员：帅涛，
申请(专利权)人：中国科学院上海天文台，
类型：发明
国别省市：上海,31