[發明專利]藍寶石諧振腔主動型原子鐘及其諧振腔的制造方法

有效

• 申請號: 200910197928.2
• 申請日: 2009-10-30
• 公開（公告）號: CN101718966A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 張燕軍;代克;蔡勇;張為群
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海天文臺
• 主分類號: G04F5/14
• 分類號: G04F5/14;H03L7/26
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

1.一種藍寶石諧振腔主動型原子鐘，包括藍寶石諧振腔，該藍寶石諧振腔由外金屬腔筒和藍寶石筒組成其特征在于，所述藍寶石諧振腔的藍寶石筒外壁半徑b與外金屬腔筒的筒壁半徑a的比為ρ₁，其中0.5≤ρ₁≤0.56；外金屬腔筒的筒壁半徑85mm≤a≤87.5mm；藍寶石筒外壁半徑43.75mm≤b≤47.6mm；藍寶石筒內壁半徑36.68mm≤c≤40.6mm，筒高160mm≤h≤175m。

2.根據權利要求1所述的藍寶石諧振腔主動型原子鐘，其特征在于，所述藍寶石諧振腔的藍寶石筒外壁半徑b與外金屬腔筒的筒壁半徑a的比ρ₁＝0.5，外金屬腔筒的筒壁半徑a＝87.5mm；藍寶石筒外壁半徑b＝43.75mm；藍寶石筒內壁半徑c＝36.68mm，筒高h＝162.9mm。

3.根據權利要求1所述的藍寶石諧振腔主動型原子鐘，其特征在于，所述藍寶石諧振腔的藍寶石筒的上下端面各具有一個2mm厚的SrTiO₃圓環。

4.根據權利要求3所述的藍寶石諧振腔主動型原子鐘，其特征在于，所述藍寶石諧振腔的藍寶石筒外壁半徑b與外金屬腔筒的筒壁半徑a的比ρ₁＝0.56，外金屬腔筒的筒壁半徑a＝85mm；藍寶石筒外壁半徑b＝47.6mm；藍寶石筒內壁半徑c＝40.6mm，筒高h＝162.9mm。

5.一種用于氫原子鐘的藍寶石諧振腔的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)理論計算能夠在理論上滿足脈澤自激振蕩的藍寶石諧振腔的尺寸，其中設定藍寶石諧振腔的外金屬腔筒的筒壁半徑85mm≤a≤87.5mm，筒高160mm≤h≤175m，解藍寶石諧振腔在TE011模式下的麥克斯韋方程；

(2)用高頻仿真軟件ansoft?HFSS對理論計算的腔體進行仿真計算；

(3)加工所需要的藍寶石諧振腔；

(4)在傳統的主動型氫原子鐘機架上對其做脈澤振蕩實驗，實現脈澤自激振蕩。

6.根據權利要求5所述的藍寶石諧振腔的制造方法，其特征在于，所述藍寶石諧振腔的外金屬腔筒的筒壁半徑a＝87.5mm；筒高h＝162.9mm。

7.根據權利要求5所述的藍寶石諧振腔的制造方法，其特征在于，所述藍寶石諧振腔的外金屬腔筒的筒壁半徑a＝85mm；筒高h＝162.9mm。

8.根據權利要求7所述的藍寶石諧振腔的制造方法，其特征在于，所述還包括在所述藍寶石筒的上、下端面各填充一個2mm厚的SrTiO₃圓環。

9.根據權利要求5-8任一項所述的藍寶石諧振腔的制造方法，其特征在于，步驟(3)中進一步包括在藍寶石筒的內壁進行鍍銀。