[發(fā)明專利]原子基態(tài)超精細塞曼頻率的測量裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210270295.5
• 申請日: 2012-07-31
• 公開（公告）號: CN102788900A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷海東
• 申請（專利權(quán)）人: 江漢大學(xué)
• 主分類號: G01R23/02
• 分類號: G01R23/02
• 代理公司: 北京三高永信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11138
• 代理人: 徐立

1.一種原子基態(tài)超精細塞曼頻率的測量裝置，其特征在于，所述裝置包括：

光輻射模塊，用于使原子產(chǎn)生輻射光，所述輻射光的譜線包括兩個超精細結(jié)構(gòu)成分；

過濾模塊，用于采用所述原子的同位素濾除所述兩個超精細結(jié)構(gòu)成分中的一個，得到過濾后的輻射光；

分裂躍遷模塊，用于在所述過濾后的輻射光的照射下，通過磁場和射頻信號的作用，使微波腔中的原子發(fā)生分裂并產(chǎn)生共振躍遷，所述微波腔中的原子與所述光輻射模塊中的原子為同一種原子；

光檢模塊，用于實時檢測透過所述分裂躍遷模塊的輻射光的強度，并產(chǎn)生光強信號；

主控計算模塊，用于為所述微波腔提供所述射頻信號，根據(jù)所述射頻信號與所述光強信號的對應(yīng)關(guān)系，得到所述原子的吸收譜線，并根據(jù)所述吸收譜線計算所述原子的基態(tài)超精細塞曼頻率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述光輻射模塊為⁸⁷Rb光譜燈；所述過濾模塊為⁸⁵Rb濾光泡；所述分裂躍遷模塊包括所述微波腔和放置在所述微波腔內(nèi)的⁸⁷Rb吸收泡；所述微波腔外繞制產(chǎn)生所述磁場的通電線圈。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述主控計算模塊具體包括：

射頻信號產(chǎn)生單元，用于輸出并記錄所述射頻信號；

電流產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生電流以控制所述磁場的大??；

采樣單元，用于根據(jù)輸出所述射頻信號的時序?qū)λ龉鈴娦盘栠M行采樣并記錄，使所述光強信號與所述射頻信號一一對應(yīng)；

計算單元，用于根據(jù)所述光強信號與所述射頻信號的對應(yīng)關(guān)系，得到所述原子對應(yīng)的吸收譜線，并根據(jù)所述吸收譜線計算并顯示計算出的所述的原子基態(tài)超精細塞曼頻率。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述射頻信號產(chǎn)生單元為掃頻儀。

5.一種原子基態(tài)超精細塞曼頻率的測量方法，其特征在于，所述方法包括：

使原子產(chǎn)生輻射光，所述輻射光的譜線包括兩個超精細結(jié)構(gòu)成分；

采用所述原子的同位素濾除所述兩個超精細結(jié)構(gòu)成分中的一個，得到過濾后的輻射光；

在所述過濾后的輻射光的照射下，通過磁場和射頻信號的作用，使微波腔中原子發(fā)生分裂并產(chǎn)生共振躍遷，所述微波腔中的原子與產(chǎn)生輻射光的原子為同一種原子；

實時檢測透過所述微波腔的輻射光的強度，并產(chǎn)生光強信號；

根據(jù)所述射頻信號與所述光強信號的對應(yīng)關(guān)系，得到所述原子的吸收譜線，并根據(jù)所述吸收譜線計算所述原子的基態(tài)超精細塞曼頻率。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述吸收譜線計算所述原子的基態(tài)超精細塞曼頻率，包括：

在所述吸收譜線中，分別獲取最小的光強信號對應(yīng)的所述射頻信號的頻率值、以及次小的光強信號對應(yīng)的所述射頻信號的頻率值；

計算最小的光強信號對應(yīng)的射頻信號的頻率值與次小的光強信號對應(yīng)的射頻信號的頻率值之間的差值，得到所述原子的基態(tài)超精細塞曼頻率。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述射頻信號的變化范圍為6832.6875MHz～6836.6875MHz，步長為500Hz。

8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述磁場的大小在100mG以內(nèi)。