一种原子钟及射频控制电路制造技术

本发明专利技术提供一种原子钟及射频控制电路，原子钟包括激光器、处理器、信号检测器、数模转换器和射频控制电路，所述信号检测器用于将所述激光器的激光转化为吸收谱信号，并传输至所述处理器；所述射频控制电路的直流输入端与所述数模转换器电连接，交流输出端与所述激光器电连接；所述处理器用于根据所述吸收谱信号的对称性，调节所述数模转换器的输出电压，以调节所述交流输出端的射频信号功率。本发明专利技术实施例通过对射频信号功率的自动控制，能够使得CPT原子频标有较高的稳定度。原子频标有较高的稳定度。原子频标有较高的稳定度。

【技术实现步骤摘要】
一种原子钟及射频控制电路


[0001]本专利技术涉及原子钟
，尤其涉及一种原子钟及射频控制电路。

技术介绍

[0002]原子频率标准，简称原子频标，是原子钟计算时间的重要依据。如何快速、准确的获得准确的原子频标就成为人们关注的重点。其中，由于利用相干布居囚禁(Coherent Population Trapping，CPT)来确定原子频标的原子钟，相对于传统确定原子频标的设备没有谐振腔，所以具有体积小、功耗低、启动快等优点，具有广泛的应用前景。
[0003]CPT信号的对比度一定程度上表征了CPT原子频标的稳定度，即一定程度上表征了原子钟的性能。现有技术中，原子钟的CPT信号的对比度会随着时间增加而降低，从而导致CPT原子频标的稳定度下降，可见目前原子钟的CPT原子频标的稳定度较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种原子钟及射频控制电路，以解决现有的原子钟的CPT原子频标的稳定度较低的问题。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种原子钟，一种原子钟，包括激光器、处理器、信号检测器、数模转换器和射频控制电路，所述信号检测器用于将所述激光器的激光转化为吸收谱信号，并传输至所述处理器；
[0006]所述射频控制电路的直流输入端与所述数模转换器电连接，交流输出端与所述激光器电连接；
[0007]所述处理器用于根据所述吸收谱信号的对称性，调节所述数模转换器的输出电压，以调节所述交流输出端的射频信号功率。
[0008]可选地，所述射频控制电路包括射频信号发生器、PIN二极管、第一电阻、第一电容、第一电感和第二电感，其中，所述射频信号发生器通过所述第一电容和PIN二极管与所述交流输出端串联电连接，所述直流输入端通过所述第一电阻、第一电感、第二电感和PIN二极管串联接地。
[0009]可选地，所述处理器用于获取所述吸收谱信号中N个吸收峰的归一化透射强度，并通过调节所述数模转换器的输出电压，调节第一吸收峰两侧的吸收峰的归一化透射强度，以使所述第一吸收峰两侧的第二吸收峰和第三吸收峰的归一化透射强度差在预设阈值内；
[0010]其中，所述第一吸收峰为所述N个吸收峰中归一化透射强度最高的吸收峰，所述第二吸收峰与所述第一吸收峰相距的吸收峰个数，与所述第三吸收峰与所述第一吸收峰相距的吸收峰个数相等。
[0011]可选地，所述射频控制电路还包括第二电容、第三电感和可调直流源，所述交流输出端通过所述第二电容与所述激光器电连接；所述可调直流源通过所述第三电感与所述激光器电连接。
[0012]可选地，所述数模转换器的输出电压范围为0～2.5V。
[0013]可选地，所述处理器为单片机。
[0014]第二方面，本专利技术实施例还提供一种射频控制电路，应用于原子钟，所述原子钟包括数模转换器、激光器和所述射频控制电路，所述射频控制电路的直流输入端与所述数模转换器电连接，交流输出端与所述激光器电连接，所述射频控制电路包括射频信号发生器、PIN二极管、第一电阻、第一电容、第一电感和第二电感，其中，所述射频信号发生器通过所述第一电容和PIN二极管与所述交流输出端串联电连接，所述直流输入端通过所述第一电阻、第一电感、第二电感和PIN二极管串联接地；
[0015]所述数模转换器用于通过调节输出电压，调节所述PIN二极管的电阻，以控制所述交流输出端的射频信号的功率。
[0016]可选地，所述射频控制电路，所述射频控制电路还包括第二电容、第三电感和可调直流源，所述交流输出端通过所述第二电容与所述激光器电连接；所述可调直流源通过所述第三电感与所述激光器电连接。
[0017]可选地，所述数模转换器的输出电压范围为0～2.5V。
[0018]本专利技术实施例中的原子钟可以通过信号检测器检测激光器发射激光的吸收谱信号，并将吸收谱信号传输至处理器，由处理器根据吸收谱信号的对称性，自动调节数模转换器的输出电压，以调节射频控制电路交流输出端的射频信号功率，使得吸收谱信号的对称性达到最佳，此时CPT信号的对比度最大，即本专利技术实施例处理器可以根据吸收谱信号，对射频信号功率实现自动控制调节，以使CPT信号的对比度始终保持最大值，从而使得CPT原子频标有较高的稳定度。
[0019]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0020]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0021]图1是本专利技术实施例提供的原子钟的部分结构示意图；
[0022]图2是本专利技术实施例提供的射频控制电路的结构示意图；
[0023]图3是本专利技术实施例提供的激光吸收谱图之一；
[0024]图4是本专利技术实施例提供的激光吸收谱图之二；
[0025]图5是本专利技术实施例提供的激光吸收谱图之三。
具体实施方式
[0026]下面将详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]本专利技术的说明书和权利要求书中的术语“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。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或
两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0028]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。
[0029]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0030]参见图1至图2，本专利技术实施例提供了一种原子钟，包括激光器100、处理器200、信号检测器300、数模转换器400和射频控制电路500，所述信号检测器300用于将所述激光器100的激光转化为吸收谱信号，并传输至所述处理器200；
[0031]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原子钟，其特征在于，包括激光器、处理器、信号检测器、数模转换器和射频控制电路，所述信号检测器用于将所述激光器的激光转化为吸收谱信号，并传输至所述处理器；所述射频控制电路的直流输入端与所述数模转换器电连接，交流输出端与所述激光器电连接；所述处理器用于根据所述吸收谱信号的对称性，调节所述数模转换器的输出电压，以调节所述交流输出端的射频信号功率。2.根据权利要求1所述的原子钟，其特征在于，所述射频控制电路包括射频信号发生器、PIN二极管、第一电阻、第一电容、第一电感和第二电感，其中，所述射频信号发生器通过所述第一电容和PIN二极管与所述交流输出端串联电连接，所述直流输入端通过所述第一电阻、第一电感、第二电感和PIN二极管串联接地；所述处理器通过控制所述数模转换器的输出电压调节所述PIN二极管的等效电阻，以调节所述交流输出端的射频信号功率。3.根据权利要求1所述的原子钟，其特征在于，所述处理器用于获取所述吸收谱信号中N个吸收峰的归一化透射强度，并通过调节所述数模转换器的输出电压，调节第一吸收峰两侧的吸收峰的归一化透射强度，以使所述第一吸收峰两侧的第二吸收峰和第三吸收峰的归一化透射强度差在预设阈值内；其中，所述第一吸收峰为所述N个吸收峰中归一化透射强度最高的吸收峰，所述第二吸收峰与所述第一吸收峰相距的吸收峰个数，与所述第三吸收峰与所述第一吸收峰相距的吸收峰个数相等。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑞元，王鑫，张嘉义，崔和，梁小芃，
申请(专利权)人：北京华信泰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：