[实用新型]铷原子频标的物理单元

说明书

技术领域

本实用新型涉及原子频标领域，特别涉及一种铷原子频标的物理单元。

背景技术

原子频标是一种具有优良稳定度和准确度的频率源，已广泛应用于卫星的定位、导航和通信、仪器仪表以及天文等领域。而铷原子频标因其具有体积小、重量轻、功耗低、成本低等优势而成为目前应用最为广泛的原子频标。

铷原子频标主要包括压控晶体振荡器、物理单元和电子线路。该物理单元包括：光谱灯、物理单元、以及温度控制部件。其中，物理单元通常包括集成滤光共振泡、产生微波场的微波腔、C场线圈、检测光信号的光电池、耦合环以及磁屏。电子线路对压控晶体振荡器的输出信号经过倍频混频等处理后产生微波探询信号，并对微波探询信号经过物理单元后在所述光电池上产生的量子鉴频信号进行处理，产生压控信号，从而将压控石英晶体振荡器的输出锁定在铷原子的基态超精细0-0跃迁频率上。

C场线圈的作用是产生一个和微波磁场方向平行的弱静磁场，使原子的基态超精细结构发生塞曼分裂，并为原子跃迁提供量子化轴。然而，由于C场线圈实际产生的磁场并不均匀，所以铷原子的跃迁谱线并不是绝对对称的，铷原子的跃迁频率会偏离标准频率6.8346975GHz，即前述铷原子的基态超精细0-0跃迁频率。这样，电子线路产生的微波探询信号的频率不能对准铷原子跃迁谱线的标准频率，光电池产生的量子鉴频信号通过同步鉴相处理后得到的电压控制信号不准确，进而导致电压控制信号锁定的压控晶体振荡器的输出频率不准确。

现有的提高铷原子频标的输出频率的准确度的方法是，采用外置频率调整电路对铷原子频标的输出频率进行修正，但是，该外置频率调整电路的增加会导致输出频率信号的稳定度变差。

实用新型内容

为了提高铷原子频标的输出频率的准确度且不影响输出频率的稳定度，本实用新型实施例提供了一种铷原子频标的物理单元。所述技术方案如下：

一种铷原子频标的物理单元，包括微波腔、设置在微波腔外的C场线圈以及与所述C场线圈电连接的恒流源装置。所述物理单元还包括频率绝对值修正电路，所述频率绝对值修正电路包括串联在所述恒流源装置和所述C场线圈之间的可变电阻器。

优选地，所述频率绝对值修正电路还包括与所述可变电阻器并联的固定电阻。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型实施例通过所述频率绝对值修正电路调节C场线圈中的电流大小，改变了物理单元中提供原子分裂的磁场的强度，从而可以调整原子跃迁频率，进而对整个原子频标的输出频率进行微调，保证了原子频标的准确度和稳定度。此外，所述频率绝对值修正电路结构简单，操作方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例1提供的一种铷原子频标的物理单元的结构示意图；

图2是本实用新型实施例1提供的物理单元的频率绝对值修正电路的结构框图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

实施例

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种铷原子频标的物理单元，该物理单元包括微波腔33、设置在微波腔33外的C场线圈34、与所述C场线圈34电连接的恒流源装置31、以及连接在所述C场线圈34和恒流源装置31之间的频率绝对值修正模块10。

容易知道，本实施例的物理单元30还包括提供抽运光的光谱灯39、设置在所述微波腔33内的集成滤光共振泡32、检测光信号的光电池35、为光谱灯39和集成滤光共振泡32提供恒温的工作环境的温度控制模块38、固定在微波腔33上的耦合环36以及设置在所述微波腔外的磁屏37等部件，这些部件的结构、作用及其连接关系为本领域技术人员熟知，故在此省略详细描述。

具体地，如图2所示，所述频率绝对值修正电路10包括串联在所述铷原子频标的恒流源装置31和C场线圈34之间的可变电阻器Rk。

进一步地，本实施例中，所述频率绝对值修正电路还包括固定电阻R，所述固定电阻与所述可变电阻器Rk并联。该固定电阻R可以防止由于调节不慎造成C场线圈中无电流的情况。

具体地，所述可变电阻器Rk可以为滑动变阻器、数字电位计等。