CPT原子钟的物理系统技术方案

本申请涉及CPT原子钟的物理系统，包括安装基板以及在其上顺次排布的激光器组件、准直透镜组件及磁屏蔽壳组件，磁屏蔽壳组件的内部设置有碱金属气室，磁屏蔽气室组件的相对两侧开设有过光孔，激光器组件的光轴、准直透镜组件的光轴及磁屏蔽壳组件上的过光孔同轴设置，激光器组件包括第一绝热支架、第一功率场效应管、VCSEL激光二极管及第一热敏电阻，第一绝热支架的下部与安装基板固定连接，第一功率场效应管设置在第一绝热支架上，VCSEL激光二极管及第一热敏电阻均固定至第一功率场效应管的散热片上。通过将第一功率场效应管的S极和D极分别连接到电源和地上，直接利用场效应管的自身发热来对激光二极管加热，电能的利用效率高。高。高。

【技术实现步骤摘要】
字型，在所述第二绝热支架上水平放置，所述内屏蔽盒对称的两侧腔室内分别安装有线圈，所述线圈与所述过光孔同轴设置；所述碱金属气室为柱形透光材质，且位于两侧的所述线圈分别贴附所述碱金属气室的两个通光面。
[0009]在一种可能的实现方式中，所述内屏蔽盒向外凸起相对的侧壁外固定安装有第二功率场效应管及第二热敏电阻。
[0010]在一种可能的实现方式中，所述外屏蔽盒与所述内屏蔽盒的间距大于1mm。
[0011]在一种可能的实现方式中，所述外屏蔽盒的进光侧设置有四分之一波片与减光片；所述外屏蔽盒的出光侧设置有光电二极管。所述外屏蔽盒为方形盒；所述第一热敏电阻、所述第二热敏电阻均为NTC热敏电阻；所述碱金属气室的材质为玻璃；所述线圈、所述碱金属气室与所述内屏蔽盒的内壁间隙处填充有填充胶。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述准直透镜组件包括透镜支架及准直透镜主体；所述透镜支架呈倒置的“U”型，固定设置在所述安装基板上；所述准直透镜主体安装在所述透镜支架顶部的内侧，与所述透镜支架的弧形结构相匹配。
[0013]本申请的有益效果：通过对激光器组件上的结构进行优化，VCSEL激光二极管及第一热敏电阻粘接或者焊接直接固定在第一功率场效应管的散热片上，省去外接功率电阻器，场效应管的S极和D极分别连接到电源和地上，直接利用场效应管的自身发热进行控温加热，电能的利用效率高。并将该场效应管整体固定至绝热支架上。金属连接的高导热性有利于激光源组件各位置处的温度保持一致，第一绝热支架及其小体积化的设计尽可能的减小恒温体整体热量损失，以使激光源组件的控温效率得到提高，在满足该物理结构基本电气性能的同时，有效的降低整机功耗及体积，提高本申请的CPT原子钟整体的性价比。
[0014]根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本申请的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
[0015]包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本申请的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本申请的原理。
[0016]图1示出本申请一实施例的CPT原子钟的物理系统的侧视图；
[0017]图2示出本申请一实施例的磁屏蔽壳组件的透视图；
[0018]图3示出本申请一实施例的激光器组件的主视图。
[0019]图4示出本申请一实施例的激光器组件电路部分示意图。
具体实施方式
[0020]以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0021]其中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方
位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[0022]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0023]在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
[0024]另外，为了更好的说明本申请，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本申请的主旨。
[0025]如图1
‑
4所示，该CPT原子钟的物理系统，包括：安装基板40以及在安装基板40上顺次排布的激光器组件10、准直透镜组件20及磁屏蔽壳组件30，磁屏蔽壳组件30的内部设置有碱金属气室34，磁屏蔽气室组件的相对两侧开设有过光孔，激光器组件10的光轴、准直透镜组件20的光轴及磁屏蔽壳组件30上的过光孔同轴设置，激光器组件10包括第一绝热支架14、第一功率场效应管12、VCSEL激光二极管11及第一热敏电阻13，第一绝热支架14的下部与安装基板40固定连接，第一功率场效应管12设置在第一绝热支架14上，VCSEL激光二极管11及第一热敏电阻13均固定至第一功率场效应管12的散热片上。
[0026]如图3、图4所示，在此实施例中，通过对激光器组件10上的结构进行优化，VCSEL激光二极管11及第一热敏电阻13粘接或者焊接直接固定在第一功率场效应管12的散热片上，省去外接功率电阻器，第一功率场效应管12的S极和D极分别连接到电源和地上，被加热的VCSEL激光二极管11底部和场效应管散热片D极紧密固定，利用场效应管的自身发热，电能的利用效率高。并将该场效应管整体固定至绝热支架上，金属连接的高导热性有利于激光源组件各位置处的温度保持一致，第一绝热支架14及其小体积化的设计尽可能的减小恒温体整体热量损失，以使激光源组件的控温效率得到提高，在满足该物理结构基本电气性能的同时，有效的降低整机功耗及体积，提高本申请的CPT原子钟整体的性价比。
[0027]图1中激光器组件10的光轴、准直透镜组件20的光轴及磁屏蔽壳组件30上的过光孔上的光路1为示意图。
[0028]在其中一个具体实施例中，VCSEL激光二极管11通过导电胶粘接固定至第一功率场效应管12的散热片上。
[0029]在此实施例中，优选的，被加热的VCSEL激光二极管11底部和第一功率场效应管12的D极通过导电银胶紧密连接在一起，相较于在电源和地之间设置外置串联的功率电阻器和场效应管向被加热的物体加热，而场效应管自身发热消耗的能量是没有利用到的，导电银胶以使二者紧密贴附的电能利用效率更高。
[0030]如图3所示，在其中一个具体实施例中，第一热敏电阻13的一端与第一功率场效应管12的散热片焊接固定。
[0031]如图3、图4所示，在其中一个具体实施例中，第一功率场效应管12为P型功率场效应管。第一功率场效应管12为P型功率场效应管，第一功率场效应管12的S级与电源电连接，第一功率场效应管12的D极与第一功率场效应管12上的散热片相连通，以使第一功率场效应管12的D极接地；VCSEL激光二极管11的负极与第一功率场效应管12的D极电连接，且接
地；第一热敏电阻13的一端与第一功率场效应管12的D极电连接，且接地；第一功率场效应管12的D极、VCSEL激光二极管11的负极以及第一热敏电阻13的一端为等电位点。
[0032]在此实施例中，优选为带金属散热片的P型功率场效应管，其金属散热片和D极相通的，工作的时候D本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CPT原子钟的物理系统，其特征在于，包括安装基板以及在所述安装基板上顺次排布的激光器组件、准直透镜组件及磁屏蔽壳组件；所述磁屏蔽壳组件的内部设置有碱金属气室，所述磁屏蔽气室组件的相对两侧开设有过光孔；所述激光器组件的光轴、所述准直透镜组件的光轴及所述磁屏蔽壳组件上的过光孔同轴设置；所述激光器组件包括第一绝热支架、第一功率场效应管、VCSEL激光二极管及第一热敏电阻；所述第一绝热支架的下部与所述安装基板固定连接；所述第一功率场效应管设置在所述第一绝热支架上；所述VCSEL激光二极管及所述第一热敏电阻均固定至所述第一功率场效应管的散热片上。2.根据权利要求1所述的CPT原子钟的物理系统，其特征在于，所述VCSEL激光二极管通过导电胶粘接固定至所述第一功率场效应管的散热片上。3.根据权利要求2所述的CPT原子钟的物理系统，其特征在于，所述第一热敏电阻的一端与所述第一功率场效应管的散热片焊接固定。4.根据权利要求3所述的CPT原子钟的物理系统，其特征在于，所述第一功率场效应管为P型功率场效应管，所述第一功率场效应管的S级与电源电连接，所述第一功率场效应管的D极与所述第一功率场效应管上的散热片相连通，以使所述第一功率场效应管的D极接地；所述VCSEL激光二极管的负极与所述第一功率场效应管的D极电连接，且接地；所述第一热敏电阻的一端与所述第一功率场效应管的D极电连接，且接地；所述第一功率场效应管的D极、所述VCSEL激光二极管的负极以及所述第一热敏电阻的一端为等电位点。5.根据权利要求1
‑
4任意一项所述的CPT原子钟的物理系统，其特征在于，磁屏蔽壳组件包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋跃，王贵，
申请(专利权)人：波时北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：