[发明专利]蓝宝石谐振腔主动型原子钟及其谐振腔的制造方法

权利要求书

1.一种蓝宝石谐振腔主动型原子钟，包括蓝宝石谐振腔，该蓝宝石谐振腔由外金属腔筒和蓝宝石筒组成其特征在于，所述蓝宝石谐振腔的蓝宝石筒外壁半径b与外金属腔筒的筒壁半径a的比为ρ₁，其中0.5≤ρ₁≤0.56；外金属腔筒的筒壁半径85mm≤a≤87.5mm；蓝宝石筒外壁半径43.75mm≤b≤47.6mm；蓝宝石筒内壁半径36.68mm≤c≤40.6mm，筒高160mm≤h≤175m。

2.根据权利要求1所述的蓝宝石谐振腔主动型原子钟，其特征在于，所述蓝宝石谐振腔的蓝宝石筒外壁半径b与外金属腔筒的筒壁半径a的比ρ₁＝0.5，外金属腔筒的筒壁半径a＝87.5mm；蓝宝石筒外壁半径b＝43.75mm；蓝宝石筒内壁半径c＝36.68mm，筒高h＝162.9mm。

3.根据权利要求1所述的蓝宝石谐振腔主动型原子钟，其特征在于，所述蓝宝石谐振腔的蓝宝石筒的上下端面各具有一个2mm厚的SrTiO₃圆环。

4.根据权利要求3所述的蓝宝石谐振腔主动型原子钟，其特征在于，所述蓝宝石谐振腔的蓝宝石筒外壁半径b与外金属腔筒的筒壁半径a的比ρ₁＝0.56，外金属腔筒的筒壁半径a＝85mm；蓝宝石筒外壁半径b＝47.6mm；蓝宝石筒内壁半径c＝40.6mm，筒高h＝162.9mm。

5.一种用于氢原子钟的蓝宝石谐振腔的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)理论计算能够在理论上满足脉泽自激振荡的蓝宝石谐振腔的尺寸，其中设定蓝宝石谐振腔的外金属腔筒的筒壁半径85mm≤a≤87.5mm，筒高160mm≤h≤175m，解蓝宝石谐振腔在TE011模式下的麦克斯韦方程；

(2)用高频仿真软件ansoft HFSS对理论计算的腔体进行仿真计算；

(3)加工所需要的蓝宝石谐振腔；

(4)在传统的主动型氢原子钟机架上对其做脉泽振荡实验，实现脉泽自激振荡。

6.根据权利要求5所述的蓝宝石谐振腔的制造方法，其特征在于，所述蓝宝石谐振腔的外金属腔筒的筒壁半径a＝87.5mm；筒高h＝162.9mm。

7.根据权利要求5所述的蓝宝石谐振腔的制造方法，其特征在于，所述蓝宝石谐振腔的外金属腔筒的筒壁半径a＝85mm；筒高h＝162.9mm。

8.根据权利要求7所述的蓝宝石谐振腔的制造方法，其特征在于，所述还包括在所述蓝宝石筒的上、下端面各填充一个2mm厚的SrTiO₃圆环。

9.根据权利要求5-8任一项所述的蓝宝石谐振腔的制造方法，其特征在于，步骤(3)中进一步包括在蓝宝石筒的内壁进行镀银。