[發(fā)明專利]一種適用于原子鐘的整機性能的檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310040767.2
• 申請日: 2013-01-31
• 公開（公告）號: CN103163401A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷海東
• 申請（專利權(quán)）人: 江漢大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;H03L7/26
• 代理公司: 北京市德權(quán)律師事務所 11302
• 代理人: 劉麗君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及檢測方法技術(shù)領(lǐng)域，主要適用于原子鐘的整機性能的檢測方法。

背景技術(shù)

光抽運銣原子頻標是傳統(tǒng)的實用型原子頻標，盡管其某些性能指標比不上銫和氫原子頻標，但是它是應用范圍最廣、價格最低廉的一種原子頻標。其準確度為l0^-11，穩(wěn)定度為10^-12量級。小型化是光抽運銣原子頻標的發(fā)展趨勢，目前國內(nèi)許多單位都積極開展了銣原子頻標領(lǐng)域的小型化工作。國際上銣原子頻標的小型化也有飛速的進展，分米量級的銣原子頻標已經(jīng)商品化。

目前，就各行各業(yè)的需要，原子頻率在以下方面具有突出的應用前景：

1．作為時間標準用來計時授時。

2．作為頻率標準用來計頻授頻。

3．在導航定位衛(wèi)星中，是實現(xiàn)系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)。

4．在數(shù)字通信中，為各個通信節(jié)點提供統(tǒng)一時間。

5．用于時間傳遞，如科學應用、天文臺、大學和標準實驗室系統(tǒng)內(nèi)部同步，時間的同步。

6．在導彈靶場、衛(wèi)星跟蹤站、核爆偵聽站幾乎都使用原子鐘。

7．在天文學、地球物理學、計量學及基礎(chǔ)科學研究方面也要廣泛地使用原子鐘。

8．海陸空交通管理。

9．減災預報；如氣象、地震、水文、森林火災等。

l0．城市出租車、銀行送鈔車、外交禮儀車的監(jiān)護。

多年來，人們一直在原子頻標領(lǐng)域中進行著不斷地探索與創(chuàng)新，以求取得更大的突破。對應用面寬廣的被動型銣原子頻標，人們更是傾注極大的關(guān)注。

早期，為減小微波功率頻移、改善被動型銣頻標性能，人們提出了用高分子材料涂層的銣吸收泡代替充緩沖氣體的銣吸收泡的想法。在充緩沖氣體的銣吸收泡中，由于⁸⁷Rb原子和緩沖氣體分子頻繁的碰撞使它被囚禁在吸收泡的一個小區(qū)域內(nèi)。而在整個吸收泡中各處的C場值和抽運光強不一樣，所以各處的⁸⁷Rb原子0—0躍遷的中心頻率有所不同，造成了微波功率頻移的存在,這成為影響被動式銣原子頻標頻率穩(wěn)定度的一個重要因素。為克服這種頻移，1980年A．Ris]ey等人用石蠟作涂層代替緩沖氣體，在動態(tài)真空系統(tǒng)上測量了銣吸收泡的性能，結(jié)果表明微波功率頻移減小了100倍，但是Rb原子與石蠟碰撞會產(chǎn)生壁移。1982年H，G．Robinson等人用4O烷涂層的吸收泡得到了線寬僅為IHz的Rb原子的0-0躍遷譜線。1985年R．P．Fruehoh等人在理論上分析了銣吸收泡在不同諧振腔中的線寬。1987年C．Rahman等人又得到了線寬為10Hz的Rb原子O—O躍遷譜線。但是一直到現(xiàn)在為止，尚未見到有關(guān)于用涂層泡制成的被動式原子頻標長、短穩(wěn)性能的報導。實驗結(jié)果表明：涂層本身的放氣使吸收泡內(nèi)的真空度不斷下降，它既產(chǎn)生碰撞頻移又使得微波功率頻移不斷增加。這個因素可能就是為什么到現(xiàn)在為止仍然未見利用涂層泡制成高性能銣原子頻標報導的主要原因。

眾多研究人員在上述諸多方面做出的努力都是為了進一步提高原子鐘的整機性能，確實想將原子鐘系統(tǒng)的性能提高，只能從其物理系統(tǒng)部分入手，但對于一臺具體的原子鐘，一旦整機成型，物理系統(tǒng)是固定，它的一切性能只能由其在長期工作過程中由物理作用產(chǎn)生的影響來間接獲得，而一些影響給原子鐘的長期穩(wěn)定工作以及精確性帶來了不少麻煩。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種適用于原子鐘的整機性能的檢測方法，它在不影響原子鐘的長期穩(wěn)定工作的基礎(chǔ)上，對原子鐘的整機性能進行了檢測。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種適用于原子鐘的整機性能的檢測方法，包括：

首先通過微波處理產(chǎn)生的信號和原子鐘的物理系統(tǒng)的輸出信號對由信號源輸出的原始信號進行反饋；同時，將壓控振蕩器作為所述信號源的外部時基參考源；

再直接獲取經(jīng)所述反饋得到的信號源信號，并對所述信號源信號進行分析檢測。