[實用新型]Ramsey相干布居囚禁脈沖信號源裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320059649.1
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN203119874U
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 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: H03L7/26
• 分類號: H03L7/26;H03L7/099
• 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

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及原子鐘領(lǐng)域，特別涉及一種Ramsey-CPT（Coherent?Population?Trapping，相干布居囚禁）脈沖信號源裝置。

背景技術(shù)

CPT原子頻標(biāo)是利用原子與相干激光相互作用所產(chǎn)生的一種量子干涉現(xiàn)象而實現(xiàn)的一種新型原子頻標(biāo)，也是目前從原理上唯一可實現(xiàn)微型化的原子頻標(biāo)，其體積、功耗均比氫原子頻標(biāo)、銫原子頻標(biāo)要小，甚至與目前體積、功耗最小的銣原子頻標(biāo)相比還要小得多。

然而，由于受到原子譜線多普勒加寬的限制，原子譜線的線寬較寬，導(dǎo)致CPT原子頻標(biāo)的穩(wěn)定度偏低，為此，可以將時域的Ramsey分離振蕩場技術(shù)與CPT現(xiàn)象相結(jié)合，采用脈沖激光和原子相互作用的工作方式獲得線寬更窄、信噪比更佳的Ramsey-CPT干涉譜線，然后通過光檢產(chǎn)生鑒頻信號，可以實現(xiàn)穩(wěn)定度更高的Ramsey-CPT原子頻標(biāo)。現(xiàn)有的Ramsey-CPT原子頻標(biāo)主要包括半導(dǎo)體激光器、AOM（Acoustic?Optical?Modulator，聲光調(diào)制器）、AOM驅(qū)動裝置、物理部分以及電子線路。

在實現(xiàn)本實用新型的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題：

目前已有的Ramsey-CPT原子頻標(biāo)中AOM驅(qū)動裝置的體積較大、功耗較高，限制了Ramsey-CPT原子頻標(biāo)向微型化和低功耗原子頻標(biāo)方向的發(fā)展，同時AOM驅(qū)動裝置輸出的信號相位噪聲差、頻率分辨率低，影響了Ramsey-CPT原子頻標(biāo)的整體性能。

實用新型內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中AOM驅(qū)動裝置體積大、功耗高等問題，本實用新型實施例提供了一種Ramsey-CPT脈沖信號源裝置。所述技術(shù)方案如下：

本實用新型實施例提供了一種Ramsey-CPT脈沖信號源裝置，所述裝置包括：

壓控晶體振蕩器；

用于以所述壓控晶體振蕩器作為參考時鐘源，產(chǎn)生模擬正弦波信號的直接數(shù)字式頻率合成器；

用于采用所述直接數(shù)字式頻率合成器的輸出信號作為參考信號，輸出頻率為參考信號頻率N/R倍的微波信號的鎖相環(huán)頻率合成器，其中，N為可變分頻比，R為固定分頻比；

用于控制所述微波信號通斷，以獲得脈沖信號的可編程數(shù)字功率衰減器；

以及用于控制所述直接數(shù)字式頻率合成器產(chǎn)生的所述模擬正弦波信號的頻率和相位，設(shè)定所述鎖相環(huán)頻率合成器的所述可變分頻比N的值，控制所述可編程數(shù)字功率衰減器交替開啟和關(guān)閉的控制模塊；

其中，所述直接數(shù)字式頻率合成器分別與所述壓控晶體振蕩器和所述鎖相環(huán)頻率合成器電連接，所述可編程數(shù)字功率衰減器與所述鎖相環(huán)頻率合成器電連接，所述控制模塊分別與所述直接數(shù)字式頻率合成器、所述鎖相環(huán)頻率合成器以及所述可編程數(shù)字功率衰減器電連接。

優(yōu)選地，所述壓控晶體振蕩器為壓控溫度補償晶體振蕩器。

其中，所述直接數(shù)字式頻率合成器包括AD9954芯片、以及與所述AD9954芯片電連接的穩(wěn)壓電源和第一低通濾波器。

其中，所述鎖相環(huán)頻率合成器包括ADF4350芯片、以及與所述ADF4350芯片電連接的線性穩(wěn)壓器和環(huán)路濾波器，所述環(huán)路濾波器與所述可編程數(shù)字功率衰減器電連接。

其中，所述控制模塊為微處理器或可編程邏輯控制器。

進一步地，所述裝置還包括：設(shè)于所述直接數(shù)字式頻率合成器和所述鎖相環(huán)頻率合成器之間的濾波器。

進一步地，所述裝置還包括：與所述可編程數(shù)字功率衰減器電連接的阻抗匹配電路。

本實用新型實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：

通過壓控晶體振蕩器、DDS、鎖相環(huán)頻率合成器和可編程數(shù)字功率衰減器作為脈沖信號源輸出脈沖信號，利用DDS的高分辨率保證了足夠小的頻率步進，同時鎖相環(huán)頻率合成器的帶通特性很好地抑制了DDS輸出頻譜中的部分雜散，實現(xiàn)了DDS和鎖相環(huán)頻率合成器的優(yōu)勢互補，兼顧了各個方面的性能，具有小體積、低功耗、較高頻率、較快頻率轉(zhuǎn)換速度和較高頻率分辨率的特點。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術(shù)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(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)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Ramsey-CPT脈沖信號源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)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