[實用新型]量子躍遷檢測裝置

有效

• 申請號: 201320039872.X
• 申請日: 2013-01-24
• 公開（公告）號: CN203083704U
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 雷海東
• 申請（專利權）人: 江漢大學
• 主分類號: G01J3/443
• 分類號: G01J3/443;G01N21/63
• 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: 徐立

技術領域

本實用新型涉及量子躍遷領域，特別涉及一種量子躍遷檢測裝置。

背景技術

量子躍遷，是指在外界作用下，微觀粒子從一個狀態到另一個狀態發生跳躍式變化的過程，量子躍遷發生之前的狀態稱為初態，躍遷發生之后的狀態稱為末態。例如，原子在光源的照射下，當激勵源頻率與原子共振頻率相近時，會發生共振吸收，原子從低能級跳到高能級，將吸收一個光子，原子從高能級跳到低能級，將放出一個光子。為了進一步地研究激勵源頻率與量子躍遷時能量變化的關系，需要得到原子的量子躍遷圖。

實用新型內容

為了獲得原子的量子躍遷圖，本實用新型實施例提供了一種量子躍遷檢測裝置。所述技術方案如下：

本實用新型實施例提供了一種量子躍遷檢測裝置，所述裝置包括：

裝有原子樣品的諧振腔；

用于輸出單色電磁波信號至所述諧振腔的信號發生器；

光源模塊，所述光源模塊發出的光照射所述裝有原子樣品的諧振腔；

用于檢測所述光經過所述諧振腔后的光強，并將所述光強轉換為第一電壓信號的檢測模塊；

用于對所述檢測模塊輸出的第一電壓信號進行采樣的模數轉換器；

數模轉換器；

以及用于通過所述數模轉換器輸出第二電壓信號作用于所述信號發生器，以獲得相應頻率值的單色電磁波信號，并將所述單色電磁波信號的頻率值和與所述單色電磁波信號對應的采樣值的電壓擬合成量子躍遷圖的處理器；

所述處理器分別與所述模數轉換器和所述數模轉換器電連接。

其中，所述檢測模塊包括：設于所述諧振腔尾部的光電池和檢波放大單元；所述檢波放大單元分別與所述光電池和所述模數轉換器電連接。

優選地，所述光源模塊為光譜燈。

進一步地，所述裝置還包括：用于顯示所述量子躍遷圖的顯示模塊，所述顯示模塊與所述處理器電連接。

本實用新型實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：

通過檢測光經過諧振腔后的光強并將光強轉換為第一電壓信號，并對該第一電壓信號進行采集，然后將采樣值和與該采樣值對應的單色電磁波的頻率值擬合出量子躍遷圖；檢測裝置結構簡單，檢測精度高。

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提供的量子躍遷檢測裝置結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例提供的量子躍遷圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。

實施例

本實用新型實施例提供了一種量子躍遷檢測裝置，參見圖1，該裝置包括：

裝有原子樣品的諧振腔1、信號發生器2、光源模塊3、檢測模塊4、模數轉換器5、數模轉換器6和處理器7；處理器7分別與模數轉換器5和數模轉換器6電連接；信號發生器2用于輸出單色電磁波信號至諧振腔1；光源模塊3發出的光照射裝有原子樣品的諧振腔1；檢測模塊4用于檢測光經過諧振腔1后的光強，并將光強轉換為第一電壓信號；模數轉換器5用于對檢測模塊4輸出的第一電壓信號進行采樣；處理器7用于通過數模轉換器6輸出第二電壓信號作用于信號發生器2，以獲得相應頻率值的單色電磁波信號，并將單色電磁波信號的頻率值和與該單色電磁波信號對應的采樣值的電壓擬合成量子躍遷圖。容易知道，單色電磁波信號是指以一定頻率作正弦振蕩的波。

信號發生器2產生的單色電磁波信號輸出到諧振腔1，與諧振腔1中的原子樣品進行共振吸收，光源模塊3發出的光經過諧振腔1后光強發生變化，通過檢測模塊4將光強轉化為第一電壓信號，處理器7將采樣第一電壓信號得到的采樣值和與該采樣值對應的單色電磁波信號的頻率值擬合成量子躍遷圖。

其中，檢測模塊4包括：設于諧振腔1尾部的光電池和檢波放大單元，該檢波放大單元分別與光電池和模數轉換器5電連接。因為光電池獲得的信號中含有噪聲成份，故通過檢波能去除其中的噪聲，再經放大處理得到第一電壓信號。

優選地，光源模塊3為光譜燈。容易知道，該光譜燈是采用諧振腔1中原子樣品的同位素原子制成的光譜燈。

其中，諧振腔1中原子樣品按玻爾茲曼分布，下能級的原子數總多于上能級的原子數，所以當信號發生器2的單色電磁波信號頻率f位于原子共振頻率點fo附近，尤其是滿足玻爾頻率條件時，會發生共振吸收。