[發明專利]銣原子頻標的高性能光譜燈裝置

無效

• 申請號: 201210570671.2
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN103025034A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 馬麗;劉偉;楊同敏
• 申請（專利權）人: 北京無線電計量測試研究所
• 主分類號: H05B41/14
• 分類號: H05B41/14;H05B41/36
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張文祎

技術領域

本發明涉及銣原子頻標的高性能光譜燈裝置。

背景技術

銣原子頻標具有體積小、重量輕、功耗低等特點，其已廣泛應用于戰機、彈載、通信網絡節點同步等領域。

銣原子頻標是一種被動型原子頻標，其中產生抽運光的光譜燈是原子頻標的關鍵部件。光譜燈的光強決定了原子頻標的頻率穩定度，其產生的抽運光決定了系統的信噪比，因而光譜燈的性能對原子頻標的短期和長期頻率穩定度產生直接影響。

振蕩電路激勵功率大時，光譜燈容易啟動。但是激勵功率大將產生以下不利影響：激勵功率越大，譜燈的壽命越短；激勵功率太大，產生熱量太多，燈室則不易控溫；激勵功率對頻標中其他線路的高頻干擾也大，不易消除；造成晶體管過熱，影響晶體管的工作狀態，從而降低譜燈光強的穩定性。所以，在光譜燈啟動的初始時刻，射頻振蕩電路提供較大的激勵功率；當光譜燈啟動后，在保證燈穩定工作的條件下，應該用盡可能小的激勵功率。

為了實現光譜燈工作模式的切換，常用方法有：第一，在光譜燈的電源電路中接入一個手動開關；第二，在振蕩放大電路中使用熱敏器件，根據光譜燈環境溫度調節光譜燈的激勵功率。

加入手動開關的方法，在光譜燈啟動前，觸動手動開關給射頻振蕩電路提供高電源電壓，從而給光譜燈提供較大的激勵功率，使光譜燈迅速啟動。然后，觸動手動開關給光譜燈提供較低的電源電壓，使激勵功率降低至正常態，保持光譜燈正常工作。然而，使用這樣的控制方式非常不方便。

使用熱敏器件調節激勵功率的方法雖然簡單，但是光譜燈的環境溫度并不能準確反映光譜燈的工作狀態。光譜燈內部充有金屬銣和起輝氣體，其充制工藝使得銣蒸汽和起輝氣體的充制參數很難精確控制，造成不同批次光譜燈的光譜特性略有差別。因此，單一根據反映光譜燈環境溫度的熱敏器件調節譜燈激勵功率是不準確的。

因此，有必要提供一種更高性能銣原子頻標光譜燈裝置。

發明內容

本發明的目的在于克服現有光譜燈裝置的不足，尋求一種能夠精確反映光譜燈工作狀態、自動完成光譜燈工作模式切換，且具有自動穩定光譜燈激勵功率功能的功耗低、高性能銣原子頻標光譜燈裝置。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

銣原子頻標的高性能光譜燈裝置，該裝置包括相互連接的傳統光譜燈裝置和高性能光譜燈裝置，所述的高性能光譜裝置包括前置放大電路、振蕩電路工作狀態控制器和振蕩電路恒流控制器，所述前置放大電路通過振蕩電路工作狀態控制器與振蕩電路恒流控制器連接。

進一步，所述振蕩電路工作狀態控制器與振蕩電路恒流控制器之間還設有第一限流電阻，根據振蕩電路工作狀態控制器的輸出信號對振蕩電路恒流控制器進行判斷，穩定光譜燈的工作狀態。

進一步，所述第一限流電阻與振蕩電路工作狀態控制器之間還設有一晶體管作為切換開關，當光譜燈啟動時，控制信號為高電壓，則晶體管導通即切換開關閉合；當光譜燈點燃后，控制信號為低電壓，則晶體管截止即切換開關斷開。

進一步，所述傳統光譜燈裝置包括光譜燈、用于激勵光譜燈產生抽運的晶體管振蕩電路和對光譜燈進行恒溫控制的控溫電路、用于對晶體管振蕩電路功率調節的第二限流電阻和用于檢測原子躍遷的光檢器件。

進一步，所述振蕩電路工作狀態控制器包括一運算放大器，該運算放大器作為電壓比較器輸出電壓控制信號。

進一步，所述晶體管振蕩電路與所述振蕩電路恒流控制器連接。

本發明的優點在于：

本發明能夠精確反映光譜燈工作狀態、自動完成光譜燈工作模式切換，是一種具有自動穩定光譜燈激勵功率功能的功耗低、高性能銣原子頻標光譜燈裝置。

附圖說明

圖1：本發明的高性能銣原子頻標光譜燈裝置結構圖。

圖2：本發明的振蕩電路工作狀態控制器。

圖3：本發明的光譜燈工作狀態切換開關電路。

具體實施方式

如圖1所示為本發明的高性能銣原子頻標光譜燈裝置結構圖。銣原子頻標的高性能光譜燈裝置包括相互連接的傳統光譜燈裝置A和高性能光譜燈裝置B，所述的高性能光譜裝置B包括前置放大電路1、振蕩電路工作狀態控制器2和振蕩電路恒流控制器3，所述前置放大電路1通過振蕩電路工作狀態控制器2與振蕩電路恒流控制器3連接。所述振蕩電路工作狀態控制器2與振蕩電路恒流控制器3之間還設有第一限流電阻4，根據振蕩電路工作狀態控制器的輸出信號對振蕩電路恒流控制器進行判斷，穩定光譜燈的工作狀態。