[發明專利]一種精細結構常數變化測量方法及應用該方法的系統

有效

• 申請號: 201310040768.7
• 申請日: 2013-01-31
• 公開（公告）號: CN103152041A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 雷海東
• 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: 北京市德權律師事務所 11302
• 代理人: 劉麗君

1.一種精細結構常數變化測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

原子鐘組內原子鐘物理系統的輸出頻率信號經過隔離放大器后，一路輸出至與原子鐘對應的計數器組用于測頻，所述計數器組將測得的頻率輸出到微控制器；經隔離放大后的輸出頻率信號另一路送至頻穩測試儀中，與高穩信號源輸出的高穩時鐘信號做對比，得到原子鐘的輸出頻率漂移量df₁輸出至微控制器；

微控制器根據接收到每日的輸出頻率漂移量df₁與存儲在微控制器內部對應原子鐘的每日平均輸出頻率漂移量做對比；

如果df₁與不相等且df₁與處于同一個數量級時，微控制器根據存儲的每臺原子鐘的“每日平均輸出頻率漂移量與平均電壓控制量的參照關系，選擇與原子鐘的每日平均輸出頻率漂移量對應的平均電壓控制量平均電壓控制量數字信號經D/A轉換模塊轉換成模擬信號后送至恒流源中，所述恒流源將電壓信號轉換為電流信號，電流信號作用于原子鐘物理系統內的C場，相應原子鐘每日的輸出頻率漂移量修正到從而對原子鐘組的頻率漂移進行修正；

微控制器通過計數器組對經過頻率漂移修正后的原子鐘組內不同種類的原子鐘的輸出頻率進行測量，將每臺原子鐘每天輸出的頻率分別用精細結構常數的冪級數表示，探測出精細結構常數隨時間變化的情況。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟：

所述df₁與不相等、df₁與不在同一個數量級且為整數時，需要對原子鐘進行多次頻率漂移修正；第一次修正時，原子鐘需要的頻率漂移量為df₁+df₂，微控制器根據存儲的每臺原子鐘的“每日輸出頻率漂移量df與電壓控制量U”的參照關系，選擇與df₁+df₂所對應的電壓控制量U₁，電壓控制量U₁數字信號經D/A轉換模塊轉換為模擬信號后送至恒流源模塊，作用于原子鐘物理系統內的C場，相應原子鐘每日的輸出頻率漂移量修正到df₁+df₂；第二次修正時，原子鐘需要的頻率漂移量為df₁+2df₂，微控制器根據所述參照關系選擇與df₁+2df₂所對應的電壓控制量U₂，以下步驟如第一次修正所述，直到相應原子鐘每日的輸出頻率漂移量修正到df₁+2df₂；微控制器根據所述參照關系保持輸出M次電壓控制量，每次需要的原子鐘頻率漂移量為上一次需要的原子鐘頻率漂移量基礎上加上df₂，步驟如第一次修正所述，直到原子鐘每日的輸出頻率漂移量修正到為止，其中，所述所述所述M的取值范圍為1<M<11，其中M為自然數。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟：

所述df₁與不相等、df₁與不在同一個數量級且不為整數時，需要對原子鐘進行多次頻率漂移修正；第一次修正時，原子鐘需要的頻率漂移量為微控制器根據所述參照關系選擇與所對應的電壓控制量U₃，電壓控制量U₃數字信號經D/A轉換模塊轉換為模擬信號后送至恒流源模塊，恒流源模塊將電壓信號轉換為電流信號，電流信號作用于原子鐘物理系統內的C場，相應原子鐘每日的輸出頻率漂移量修正到微控制器根據所述參照關系保持輸出M次電壓控制量U，每次需要的原子鐘頻率漂移量為上一次需要的原子鐘頻率漂移量基礎上增加步驟如第一次修正所述，直到原子鐘每日的輸出頻率漂移量調整到為止，其中，所述此時取整數部分；所述M的取值范圍為1<M<11，其中M為自然數。

4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述原子鐘組包括N臺不同種類的原子鐘，所述計數器組包括N個計數器；其中，所述原子鐘的臺數與所述計數器的個數一一對應，所述N為大于1的自然數。

5.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述原子鐘的種類為銣原子鐘、氫原子鐘、銫噴泉鐘、汞原子鐘或汞離子鐘、鈣原子鐘。