[實用新型]一種微波腔泡裝置

有效

• 申請號: 201120229966.4
• 申請日: 2011-06-30
• 公開（公告）號: CN202160164U
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發明（設計）人: 雷海東;詹志明;劉曉東;王知權
• 申請（專利權）人: 江漢大學
• 主分類號: H03L7/26
• 分類號: H03L7/26
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 滕一斌

技術領域

本實用新型涉及原子頻標領域，特別涉及一種微波腔泡裝置。

背景技術

量子系統是原子頻標的重要組成部分，用于在微波探詢信號的作用下，輸出具有鑒頻特性的光檢信號，通過該光檢信號將石英振蕩晶體的輸出鎖定在原子諧振頻率上，保證原子頻標穩定的輸出。典型的量子系統一般由光譜燈和微波腔泡裝置兩部分構成。

現有的微波腔泡裝置通常包括濾光泡、吸收泡、微波腔、光電池、加熱恒溫部件、C場線圈和磁屏。其工作原理如下：在光譜燈激勵光的作用下，首先由濾光泡、吸收泡進行濾光和原子共振；光電池探測經濾光泡、吸收泡作用后的透射光，輸出光檢信號。原子共振所需的微波場和弱靜磁場分別由微波腔和C場線圈提供。而加熱恒溫部件設置在微波腔上，主要用于為濾光泡、吸收泡提供溫度恒定的工作環境。

在實現本實用新型的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：

因為腔的溫度效應非常明顯，在環境溫度變化較大的情況下，前述加熱恒溫部件并不能維持微波腔的溫度恒定，微波腔的尺寸會受溫度影響而發生變化。而微波腔的諧振頻率取決于微波腔的形狀、尺寸、諧振模式等因素。當微波腔的尺寸變化時，其諧振頻率將偏離原子躍遷譜線頻率，從而導致原子頻標的輸出頻率的不穩定。

實用新型內容

為了在環境溫度變化的情況下，提高原子頻標的輸出頻率的穩定度，本實用新型實施例提供了一種微波腔泡裝置。所述技術方案如下：

一種微波腔泡裝置，包括集成濾光吸收泡、微波腔、光電池、控溫部件、磁感線圈、磁屏和印制板，所述集成濾光吸收泡位于所述微波腔內，所述磁屏設置在所述微波腔外，所述控溫部件安裝在所述微波腔上；

所述微波腔包括腔蓋、腔體和耦合環，所述腔蓋的中部設有通光柵；所述耦合環固定在所述腔蓋上且位于所述腔蓋的中心軸線上；所述光電池和印制板安裝在所述腔蓋上；所述磁感線圈設于所述腔體外圍；所述集成濾光吸收泡和所述腔體的底部之間夾設有支撐部件，所述支撐部件的膨脹系數大于所述微波腔的膨脹系數。

其中，所述控溫部件包括熱敏電阻和加熱絲，所述熱敏電阻安裝在所述腔蓋上，所述熱敏電阻的走線方向為所述腔體軸線方向；所述腔體的側壁上設有凹槽，所述加熱絲采用雙絞線形式且環繞在所述凹槽內。

優選地，所述集成濾光吸收泡的內壁涂有石蠟層。

其中，所述磁屏包括內磁屏、外磁屏和底座，所述底座上分別設有用于放置所述內磁屏、外磁屏和微波腔的卡槽，所述內磁屏位于所述微波腔與所述外磁屏之間。

進一步地，所述腔蓋和所述內磁屏之間設置有第一固定裝置，所述內磁屏和所述外磁屏之間設有第二固定裝置。

其中，所述磁感線圈包括磁感應線圈筒和繞制在所述磁感應線圈筒外的雙層線圈。

優選地，所述微波腔采用圓柱形腔的TE011模設計。

其中，所述光電池包括兩塊光電池，所述兩塊光電池對稱放置于所述耦合環的兩側。

優選地，所述支撐部件、微波腔分別采用合金材料制成。

進一步地，所述腔蓋上還設有調諧螺釘。

進一步地，所述微波腔泡裝置還包括置于所述集成濾光吸收泡與所述支撐部件之間的底板。

本實用新型實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：通過在所述微波腔的底部和集成共振濾光泡之間設置支撐部件，所述支撐部件的膨脹系數大于所述微波腔的膨脹系數；當環境溫度升高時，微波腔沿其橫截面方向的和軸向方向的尺寸同時變大，同時，支撐部件也伸長，且伸長尺寸大于微波腔的伸長尺寸，從而使實際的腔高反而縮短，在沿橫截面方向的尺寸變大的情況下，可以保持微波腔的容積不變，從而可以使微波腔的諧振頻率保持不變，同理，當環境溫度下降時，微波腔的諧振頻率也可以保持不變，從而提高原子頻標的輸出頻率的穩定度。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實用新型實施例中提供的一種微波腔泡裝置的結構示意圖；

圖2是圖1所示的一種微波腔泡裝置的腔蓋的結構示意圖；

圖3是圖1所示的一種微波腔泡裝置的磁感應線圈的結構示意圖；

圖4是圖1所示的一種微波腔泡裝置的微波腔的加熱絲的結構示意圖；

圖5是圖1所示的一種微波腔泡裝置的微波腔的電磁場分布示意圖；