[发明专利]基于相敏检波的测量系统、光电设备、测量方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于测量技术领域，特别涉及一种基于相敏检波的测量系统、光电设备、测量方法和装置。

背景技术

众所周知，一台铷原子频标包括光谱灯、集成滤光共振泡、谐振腔等物理系统成型后，下一步会通过参数优化等实验来验证原子频标整机的性能，而其中较重要的关注点会放在整机的线宽上，且线宽越窄越好。此外由于物理系统相当于一个鉴频器的作用，理想状态下是希望它拥有较好的鉴频性能，即鉴频斜率。

而传统的做法是通过扫频仪扫描物理系统的吸收曲线，通过相应的记录仪来记录扫描数据，从而获得系统的线宽。考虑到在实际的原子频标伺服电路中，包括压控晶体振荡器，再加上现有数字化芯片技术的不断发展。故如何提出一种利用原子频标体系内现有数字化伺服回路及晶体振荡器，完成物理系统的线宽及鉴频斜率的测量，是本发明所需解决的问题。

发明内容

本发明提供一种基于相敏检波的测量系统、光电设备、测量方法和装置，解决了或部分解决了现有技术中的上述技术问题。

依据本发明的一个方面，提供了一种基于相敏检波的测量系统，包括：物理系统；光电检测器件，所述光电检测器件贴附在所述物理系统中共振腔的尾部，用于检测物理系统鉴频作用后的调制信号；前置放大器，所述前置放大器与所述光电检测器件连接；相敏检波器，所述相敏检波器与所述前置放大器连接，接收经所述前置放大器处理后的所述调制信号；微处理器，所述微处理器与所述相敏检波器连接，产生与所述调制信号相位相同的同步信号传输至所述相敏检波器用作参考，并记录经相敏检波后的数据；转换器，所述转换器与所述微处理器连接，使得所述微处理器通过所述转换器控制压控晶体振荡器的频率信号输出；射频倍频电路，所述射频倍频电路与所述压控晶体振荡器连接，以产生探询信号作用于所述物理系统。

可选的：所述光电检测器是硅光电池。

依据本发明的又一方面，提供了一种光电设备，所述光电设备包括：光电检测器，所述光电检测器贴附在物理系统中共振腔的尾部，用于检测由辐射源光谱灯发出的光经共振吸收泡后的透射光的大小。

可选的：所述光电检测器是硅光电池。

依据本发明的再一方面，提供了一种测量方法，包括：对微波信号加添一特定调频后作用于物理系统；将量子鉴频信号送入相敏检波器中；所述量子鉴频信号在所述相敏检波器中经过同步相位的检测，获得鉴频曲线；依据所述鉴频曲线计算线宽及鉴频频率。

可选的，所述量子鉴频信号通过光电池进行获取。

可选的，所述鉴频曲线与所述物理系统的吸收曲线是一个派生的关系。

可选的，所述依据所述鉴频曲线计算线宽及鉴频频率具体包括：将微处理器采集相敏检波得到的电压输出值存入一特定文件中；对所述电压输出值进行处理获得所述鉴频曲线中竖轴坐标的最大值V_H及最小值V_L，并记录此时刻横轴频率坐标H_f及L_f；在V_L-V_H范围内，选择Q点作为原点；其中，所述Q点是最接近于零的点；依据所述Q点向所述横轴的左、右边各取相同对称的若干个点；对所述若干个点进行曲线拟合，获得相应的斜率值计为所述鉴频斜率。

最后，本发明还提供了一种测量装置，包括：作用模块，用于对微波信号加添一特定调频后作用于物理系统；鉴频信号传送模块，用于将量子鉴频信号送入相敏检波器中；鉴频曲线生成模块，用于所述量子鉴频信号在所述相敏检波器中经过同步相位的检测，获得鉴频曲线；计算模块，用于依据所述鉴频曲线计算线宽及鉴频频率。

可选的，所述计算模块包括：存入单元，用于将微处理器采集相敏检波得到的电压输出值存入一特定文件中；坐标获取单元，用于对所述电压输出值进行处理获得所述鉴频曲线中竖轴坐标的最大值V_H及最小值V_L，并记录此时刻横轴频率坐标H_f及L_f；原点确定单元，用于在V_L-V_H范围内，选择Q点作为原点；其中，所述Q点是最接近于零的点；取样单元，用于依据所述Q点向所述横轴的左、右边各取相同对称的若干个点；鉴频斜率获取单元，用于对所述若干个点进行曲线拟合，获得相应的斜率值计为所述鉴频斜率。

有益效果：