[發明專利]適用于真空條件的銣原子頻標光譜燈裝置

有效

• 申請號: 201410107421.4
• 申請日: 2014-03-21
• 公開（公告）號: CN103836421A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 杜潤昌;楊林;王植彬;宋剛
• 申請（專利權）人: 成都天奧電子股份有限公司
• 主分類號: F21S2/00
• 分類號: F21S2/00;F21V29/00;F21V23/00;H03L7/26
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙) 51224
• 代理人: 李崧巖

技術領域

?本發明涉及一種銣原子頻標光譜燈裝置，具體地說，是涉及一種適用于真空條件的銣原子頻標光譜燈裝置。

背景技術

隨著科技的發展，全球衛星定位系統、3G通信、雷達系統、交通控制系統、激光測距、電力調度等領域都需要更加穩定而精確的時間頻率信號以實現可靠工作，傳統的機械振蕩器、晶體振蕩器已經不能滿足需要。在此情況下，原子頻標以其極高的穩定度和準確度得到了越來越廣泛的運用，在銣原子頻標中，產生抽運光的光譜燈是原子頻標的關鍵部件，光譜燈的光強和光譜輪廓決定了原子頻標的頻率穩定度，而光譜燈產生的抽運光本地噪聲決定了系統的信噪比，因此光譜燈的性能對原子頻標的準確性有著直接的影響。

另外，銣鐘的準確性（穩定度和準確度）與溫度穩定性有極大的關系：溫度穩定性越高，銣鐘的準確性越高；反之則越低。在此情況下，若把銣鐘放置在真空環境下，由于沒有空氣對流的影響，溫度穩定性可以比常壓環境提高1個量級以上，從而準確性能夠提高1個量級以上。例如，GPS星載銣鐘放置在真空下的長期穩定度可以達到E-15量級，而一般的銣鐘工作在常壓環境下，其長期穩定度僅在E-12量級，相差達3個量級。銣鐘工作在真空和常壓條件下最大的區別是熱設計，在真空條件下，由于沒有空氣產生熱對流，溫度穩定性得到提高；但同時也因為沒有熱對流，很容易出現過熱現象；合理的熱設計需要在不過熱的前提下最大可能的提高溫度穩定性。銣光譜燈作為銣鐘中自發熱最嚴重的部件，也是最容易出現過熱的部件，如何進行銣原子頻標光譜燈裝置的熱設計是一項重要的工作。

發明內容

本發明的目的在于提供一種適用于真空條件的銣原子頻標光譜燈，主要解決現有技術中存在的銣原子頻標光譜燈穩定度有待提高，容易出現過熱現象，嚴重影響其工作性能的問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

適用于真空條件的銣原子頻標光譜燈裝置，包括射頻振蕩電路盒，安裝在射頻振蕩電路盒內的射頻振蕩電路，固定在射頻振蕩電路盒外部的燈泡尾管固定座，尾部安裝在燈泡尾管固定座上、內部充制有啟輝氣體和銣87金屬、外部繞制有振蕩線圈的銣光譜燈，所述射頻振蕩電路盒安裝燈泡尾管固定座一側設置有非金屬隔熱層，銣光譜燈外圍設置有非金屬保溫罩，該非金屬保溫罩外圍設置有加熱恒溫罩，該加熱恒溫罩上設置有加熱裝置。

為了防止射頻激勵信號對銣鐘其它部分的干擾，所述射頻振蕩電路盒上安裝有位于加熱恒溫罩和加熱裝置外圍的屏蔽罩。

考慮到實施的便利性，所述射頻振蕩電路盒為一側開口結構，在其開口處安裝有射頻振蕩電路盒蓋板。

作為優選，所述燈泡尾管固定座由金屬材料制造而成；所述啟輝氣體為氙氣或氪氣。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

（1）本發明中，通過銣光譜燈、振蕩線圈、非金屬保溫罩、加熱恒溫罩、加熱裝置、非金屬隔熱層、屏蔽罩等的巧妙設計與安裝，使得整體結構較為穩定，且各部分間的信號干擾、熱傳遞等均可得到有效抑制，從而確保了裝置性能的穩定性，設計十分巧妙，符合實際需求。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

上述附圖中，附圖標記對應的部件名稱如下：

1-銣光譜燈，2-振蕩線圈，3-非金屬保溫罩，4-加熱恒溫罩，5-加熱裝置，6-屏蔽罩，7-非金屬隔熱層，8-燈泡尾管固定座，9-射頻振蕩電路，10-射頻振蕩電路盒，11-射頻振蕩電路盒蓋板。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明，本發明的實施方式包括但不限于下列實施例。

實施例

為了解決現有技術中存在的銣原子頻標光譜燈穩定度有待提高，容易出現過熱現象，嚴重影響其工作性能的問題，如圖1所示，本發明公開了一種適應于真空條件下的銣光譜燈裝置，主要包括熱設計和結構設計。

該裝置包括：

采用耐堿玻璃制成的銣光譜燈1，里面充制有啟輝氣體（氙氣、氪氣等）和銣87金屬，銣87金屬原子在啟輝氣體和通過振蕩線圈2饋入的射頻信號的激勵下發光，為銣原子頻標提供光源，實施時，銣光譜燈的溫度應當穩定在110℃以上，由于不同銣原子鐘整機對應的值不同，因而具體值需調試，過高或過低都會影響銣原子頻標性能；

繞制在銣光譜燈1外部的振蕩線圈2，其將射頻振蕩電路9產生的射頻信號饋入銣光譜燈1，激勵銣光譜燈發光；

設置于銣光譜燈外圍的非金屬保溫罩3，其具有保溫作用，提高銣光譜燈溫度的穩定性，并且能夠固定銣光譜燈；