[发明专利]一种优化铷原子钟开机特性的方法

说明书

本申请涉及原子钟技术领域，具体而言，涉及一种优化铷原子钟开机特性的方法，包括如下步骤：步骤1：测量某一确定铷原子钟开机后光强和输出频率准确度之间的关系；步骤2：理论分析并测试C场电流和输出频率准确度之间的关系；步骤3：通过步骤1和步骤2得到的数据结果，确定光强遥测和C场电流之间的关系；步骤4：根据步骤3中得到的光强遥测和C场电流之间的关系，确定补偿系数，从而设计补偿电路，将光强遥测和C场电流结合起来；步骤5：调整补偿电路的参数，从而使铷原子钟开机特性得到优化。本申请使铷原子钟开机特性调整操作变得的简便，拓宽了铷原子钟开机特性的调整范围，降低了铷原子钟的研制成本，提高了铷原子钟的成品率。

技术领域

本申请涉及原子钟技术领域，具体而言，涉及一种优化铷原子钟开机特性的方法。

背景技术

开机特性作为铷原子钟的重要指标之一，主要描述铷原子钟从开机到稳定工作的过程，工程应用的铷原子钟由于开机频繁，又希望尽可能缩短从开机到投入使用的过程，因此，十分重视铷原子钟的开机特性，开机特性通常包括三个参数：锁定时间、稳定工作时间、开机过程。

铷原子钟刚开机后，内部晶振处于自由工作状态，频率准确度较差，随着加电时间的增加，铷原子钟内部控温电路逐渐进入平衡状态，其他电路也逐渐进入正常工作状态，到达某一时刻后，晶振输出频率被原子跃迁频率锁定，这一时间称为锁定时间，稳定工作时间指铷原子钟从开机到达到稳定的工作状态，各项指标达到技术条件要求所需的时间，开机过程通常用曲线来表示铷原子钟从开机到频率稳定的过程。

开机特性的调整优化对铷原子钟整体性能有重要的影响，工程上尽可能将开机特性指标调到最小，使得铷原子钟开机后快速达到指标要求，从而获得铷原子钟的最佳性能，目前开机特性调整的主要问题是：铷原子钟锁定后频率准确度变化较大，很难做到锁定后半小时内频率准确度绝对值优于3E-10，导致铷原子钟开机特性很难有进一步的提升，而现有的改善铷原子钟开机特性方法不仅需要大量理论分析，同时只能针对某一类铷原子钟进行调节，具有较大的不确定性。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种优化铷原子钟开机特性的方法，将光强遥测、C场电流和铷原子钟频率准确度结合起来，利用铷原子钟刚锁定后，光强遥测动态变化的特性，自动补偿铷原子钟开机阶段的光强-频率系数，从而实现铷原子钟开机特性的优化。

为了实现上述目的，本申请提供了一种优化铷原子钟开机特性的方法，包括如下步骤：步骤1：测量某一确定铷原子钟开机后光强和输出频率准确度之间的关系；步骤2：理论分析并测试C场电流和输出频率准确度之间的关系；步骤3：通过步骤1和步骤2得到的数据结果，确定光强遥测和C场电流之间的关系；步骤4：根据步骤3中得到的光强遥测和C场电流之间的关系，确定补偿系数，从而设计补偿电路，将光强遥测和C场电流结合起来；步骤5：调整补偿电路的参数，从而使铷原子钟开机特性得到优化。

进一步的，步骤4中，补充电路包括放大电路、基准电路、减法电路以及C场电路。

进一步的，放大电路包括R7、R8、L1、C4、R6、C2以及N1。

进一步的，基准电路包括R13、R14、C5以及N2。

进一步的，减法电路包括R10、R11、R12、R9、C3以及N3。

进一步的，C场电路包括R2、R1、C1以及N4。

进一步的，步骤4中，补偿电路中的参考电压通过电压跟随器进行隔离。

进一步的，步骤4中，补偿电路输入接口设置有LC滤波器。

本发明提供的一种优化铷原子钟开机特性的方法，具有以下有益效果：