[实用新型]锶光钟系统塞曼减速器磁场控制电路

说明书

技术领域

本实用新型属于电路及控制技术领域，具体涉及到一种成本低且高效的可用作锶光钟系统塞曼减速器线圈时序控制的集成电路模块。

背景技术

塞曼减速器是一种高效的原子束减速装置，是获得超冷锶原子的基础，光钟实现的前提是要在实验中产生大量的超低温原子，但仅仅依靠冷却光自然力对原子减速是不可行的。因此通常采用塞曼减速器作为使原子束减速的有效方法。塞曼减速器的磁场随空间分布应准确的与原子速度相匹配，使冷却激光相对于原子跃迁频率的失谐量始终为零，以维持较高的冷却效率。我们目前控制的塞曼减速器是由10组并排的线圈组成，10组线圈接入对应电流。

在制备冷原子团过程中，需要塞曼减速器持续作用于原子束，但当光晶格制备以及钟跃迁谱线扫描过程中，我们需要及时关断塞曼减速器，以免其线圈产生的磁场对后续过程产生影响，所以我们要求塞曼减速器线圈能够按时序控制的要求快速的开启和关断。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述不足,提供一种设计合理、结构简单、成本低廉、高效的锶光钟系统塞曼减速器磁场控制电路。

解决上述技术问题采用的技术方案是具有：过滤掉因磁场关断而在电路中产生的震荡避免对系统产生冲击的开关保护电路；磁场开关电路，该电路的输出端接开关保护电路的输入端；线圈开关监测电路，该电路的输入端接磁场开关电路的输出端；电流吸收电路，该电路的输出端接磁场开关监测电路的输入端；塞曼减速器线圈，所述的塞曼减速器线圈的一端接电流吸收保护电路、另一端接线圈开关监测电路。

本实用新型的磁场开关电路为：控制信号通过电阻R1输入光电耦合器OC，光电耦合器OC的输入端接二极管D1的负极、集电极接直流电源的正极、发射极通过电阻R2接场效应管MOSFET的源极和衬底以及二极管D2的正极，场效应管MOSFET的栅极接光电耦合器OC的发射极、漏极接二极管D2的负极和开关保护电路以及线圈开关监测电路，二极管D1的正极接控制信号并接光电耦合器OC的输入端；光电耦合器的型号为4N35、场效应管MOSFET的型号为50N06。

本实用新型的线圈开关监测电路为：集成电路U1的正向输入端接塞曼减速器线圈K的另一端并通过电阻R5接集成电路U1的反向输入端、输出端通过电阻R7接示波器、电源端接15V电源；集成电路U1的型号为AD620。

本实用新型的电流吸收保护电路为：二极管D4～二极管D7的负极短接后接线圈开关监测电路，二极管D4和二极管D5的正极短接后通过电阻R3接二极管D3的正极，二极管D6和二极管D7的正极短接后通过电阻R4接二极管D3的正极，二极管D3的负极接塞曼减速器线圈K的一端并接直流电源的正极。

由于本实用新型采用了磁场开关电路、电流吸收电路、线圈开关监测电路、开关保护电路，磁场开关电路在工作时只要在输入端加上一定的控制信号，就可以控制输出端之间的“通”和“断”，实现开关的功能，电流吸收电路将塞曼减速器线圈由于瞬时关断产的电流吸收，避免塞曼减速器线圈自感对电流产生震荡并且能很好的保护好电磁开关电路，线圈开关监测电路对塞曼减速器线圈通过的电流情况进行监测，开关保护电路过滤掉因磁场反复关断而在电路中产生的振荡，提高磁场关断的稳定性，本电路设计合理、结构简单、成本低廉、稳定性好，可推广应用到塞曼减速器磁场控制领域。

附图说明

图1是本实用新型的电气原理方框图。

图2是本实用新型的电子线路原理图。

图3是本实用新型实验测试波形图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。

实施例1

在图1中，本实用新型由磁场开关电路、电流吸收电路、线圈开关监测电路、开关保护电路、直流电源、塞曼减速器连接构成，磁场开关电路的输出端接开关保护电路的输入端和线圈开关检测电路的输入端，电流吸收电路的输出端接线圈开关监测电路和塞曼减速器线圈的一端，线圈开关监测电路的输出端接塞曼减速器线圈的另一端，直流电源为本装置提供电流。