一种控温电路制造技术

本发明专利技术涉及一种控温电路，其包括：场效应管、延时电路和控制电路，其中，延时电路的一端与电压源电连接，另一端与场效应管电连接；控制电路的一端与场效应管电连接，另一端接地；控制电路还用于与加热电阻丝的两端电连接；延时电路配置为使场效应管在电压源闭合瞬间不被开启，使场效应管在所述电压源断开后被关闭；以及控制电路配置为通过减小场效应管的源极

【技术实现步骤摘要】
一种控温电路


[0001]本专利技术涉及光电子
，更具体地涉及一种控温电路。

技术介绍

[0002]激光器具有高相干性、高亮度和高方向性的特点，在医疗、工业、航空航天等领域应用广泛。在原子分子光学实验中，搭建光学系统的第一步就是将激光器的频率进行锁定，但是激光器频率会由于震动、温度变化、电流变化而引起抖动。
[0003]为了减小激光器频率的抖动，实验中常用的稳频方法包括如：饱和吸收谱稳频法、波长调制稳频法、调制光谱稳频法、调制转移光谱稳频等。其中，调制光谱稳频方法和调制转移光谱稳频方法属于外调制稳频，调制信号不直接加在激光器上，不会引入额外的频率噪声和强度噪声，而且误差信号斜率大，背景信号影响小，稳频效果能稳定在锁定点的1kHz量级附近，稳频效果最佳，因此被广泛的用于冷原子干涉实验中激光器的稳频上。
[0004]其中，调制转移光谱稳频方法具体做法为将激光通过内部装有原子的原子池获得光谱信号，原子池被加热来增加内部的蒸汽密度，提高光谱信号大小，光谱信号被送给激光器的伺服电路，激光器伺服系统输出反馈信号给激光器，实现激光器频率的锁定。
[0005]但是，在上述方法中，原子池为透明的石英玻璃管，玻璃管壁薄，在应力不均匀时容易破裂，一般使用可编程温控器与继电器或可编程电源的方法来控制升温过程，但此类方法仪器占用的体积大、仪器价格高，不利于激光器锁频装置的小型化与商业化。
[0006]并且，光学实验中搭建的光路应尽可能小，这样有利于充分利用空间与后期维护，因此在光路中的原子池加热装置应做好隔热、防破裂、均匀受热的同时还要满足小型化的要求。

技术实现思路

[0007]因此，本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种控温电路，本专利技术使用的控温电路可以使原子池加热至100
‑
130℃不破裂，并且其电路结构简单、占用空间小、控温效果好、制造成本低，使整个稳频系统的光路尺寸小，可以被广泛应用于冷原子实验、激光精密测量以及激光稳频等
中。
[0008]根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供一种控温电路，其包括：场效应管、延时电路和控制电路，其中，所述延时电路的一端与电压源电连接，另一端与所述场效应管电连接；所述控制电路的一端与所述场效应管电连接，另一端接地；所述控制电路还用于与加热电阻丝的两端电连接；所述延时电路配置为使所述场效应管在电压源闭合瞬间不被开启，使所述场效应管在所述电压源断开后被关闭；以及所述控制电路配置为通过减小所述场效应管的源极
‑
漏极间电流的增加速率来控制加热电阻丝两端的电压。
[0009]优选的，所述控温电路还包括保护电路，其中，所述保护电路与所述延时电路和所述场效应管电连接。
[0010]优选的，所述延时电路包括：第一电容、第二电阻、第五电阻和二极管，所述第二电
阻接地，所述第五电阻与所述电压源电连接，所述第二电阻与所述第一电容串联，与所述二极管并联，所述第五电阻与所述第一电容并联。
[0011]优选的，所述控制电路包括第二电容和第四电阻，所述第二电容和所述第四电阻并联。
[0012]优选的，所述保护电路包括稳压二极管和第一电阻，所述稳压二极管与所述场效应管和所述第一电阻并联。
[0013]优选的，在所述延时电路中，当电压源开关闭合后，所述第二电阻给所述第一电容充电，以保证所述场效应管在所述电压源闭合瞬间不被开启；以及当所述电压源开关断开后，所述第一电容通过所述第五电阻放电，以保证所述场效应管在所述电压源断开后被关闭。
[0014]优选的，所述保护电路还包括稳压二极管，其被配置为通过所述稳压二极管使所述场效应管栅极
‑
源极电压处于合理范围之内，以保护所述场效应管不被过高电压击穿。
[0015]优选的，所述保护电路还包括第一电阻，其被配置为通过所述第一电阻滤除高频电流成分以防止场效应管发生自激振荡。
[0016]优选的，所述加热电阻丝缠绕在所述激光器稳频系统中的原子池上，所述加热电阻丝两端接入所述控温电路，通过所述加热电阻丝两端稳定上升的电压对所述原子池进行均匀加热。
[0017]根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供一种原子池加热装置，其包括本专利技术所述的控温电路，用于对缠绕在原子池上的加热电阻丝加热。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1.对原子池加热可以实现的温度高(可以加热至100
‑
130℃)，并且使用几十瓦的加热功率，原子池也不会破裂；2.控温电路的结构简单、占用空间小、控温效果好、制造成本低；3.由于控温电路占用空间小，使得整个原子池加热装置的盒体尺寸小，尺寸为150mm
×
70mm
×
70mm，因此可以保证在加热温度较高时不会影响到周边的光学元件。
附图说明
[0019]以下参照附图对本专利技术实施例作进一步说明，其中：
[0020]图1为根据本专利技术一实施例的控温电路结构图；
[0021]图2为根据本专利技术一实施例的激光器稳频系统的光路示意图；
[0022]图3为根据本专利技术一实施例的激光器稳频系统的光路的局部俯视图；
[0023]以及
[0024]图4为根据本专利技术一实施例提供的原子池加热装置结构示意图。
具体实施方式
[0025]为了使本专利技术的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下通过具体实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0026]如
技术介绍
所述，原子池为透明的石英玻璃管，玻璃管壁薄，在受热不均匀时容易破裂，一般使用可编程温控器与继电器或可编程电源的方法来控制升温过程，但此类方法
仪器占用的体积大、仪器价格高，不利于激光器稳频系统的小型化与商业化。光学实验中搭建的光路应尽可能小，这样有利于充分利用空间与后期维护，因此在光路中的原子池加热装置应做好隔热、防破裂、均匀受热的同时还要满足小型化的要求。
[0027]为了解决上述问题，本专利技术提供一种控温电路。该控温电路保证在对原子池加热时原子池不会破裂，并且该控温电路结构简单，可通过调节控温电路中的电阻的阻值大小，使加热电阻丝两侧的电压和加热功率不会突变，加热功率的缓慢增加，意味着原子池得到的热量也在缓慢增加，由此实现了均匀加热的目的。
[0028]下面结合附图详细说明本专利技术。
[0029]图1示出了根据本专利技术一实施例提供的控温电路的结构图，如图1所示，控温电路100，其包括场效应管H1、延时电路、控制电路和保护电路，其中，延时电路的一端与电压源V1电连接，另一端与场效应管H1电连接；控制电路的一端与场效应管H1电连接，另一端接地；
[0030]控制电路还用于与加热电阻丝R3的两端电连接；
[0031]延时电路配置为使场效应管H1在电压源v1闭合瞬间不被开启，使场效应管H1在电压源V1断开后被关闭；以及
[0032]控制电路配置为通过减小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控温电路，其包括：场效应管、延时电路和控制电路，其中，所述延时电路的一端与电压源电连接，另一端与所述场效应管电连接；所述控制电路的一端与所述场效应管电连接，另一端接地；所述控制电路还用于与加热电阻丝的两端电连接；所述延时电路配置为使所述场效应管在所述电压源闭合瞬间不被开启，使所述场效应管在所述电压源断开后被关闭；以及所述控制电路配置为通过减小所述场效应管的源极
‑
漏极间电流的增加速率来控制所述加热电阻丝两端的电压。2.根据权利要求1所述的控温电路，还包括保护电路，其中，所述保护电路与所述延时电路和所述场效应管电连接。3.根据权利要求1所述的控温电路，其中，所述延时电路包括：第一电容、第二电阻、第五电阻和二极管，所述第二电阻接地，所述第五电阻与所述电压源电连接，所述第二电阻与所述第一电容串联，与所述二极管并联，所述第五电阻与所述第一电容并联。4.根据权利要求1
‑
3之一所述的控温电路，其中，所述控制电路包括第二电容和第四电阻，所述第二电容和所述第四电阻并联。5.根据权利要求2所述的控温电路，其中，所述保护电路包括稳压二极管和第一电阻，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈晓阳，夏林，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：