[發明專利]一種原子氣室內部溫度簡易標定方法

有效

• 申請號: 201710724485.2
• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN109425442B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 秦杰;高溥澤;萬雙愛;牛光星;孫曉光;劉棟蘇
• 申請（專利權）人: 北京自動化控制設備研究所
• 主分類號: G01K13/00
• 分類號: G01K13/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 劉昕宇

本發明屬于標定方法，具體涉及一種原子氣室內部溫度簡易標定方法。它包括：第一，選取氣室，根據氣室尺寸和標定溫度范圍，選取氣壓合適的氣室進行溫度標定；第二，測試，測量檢測光出射和入射光功率之比；第三，對線偏振的檢測光的頻率進行選取和固定，第四，測試光強比，將氣室加熱并穩定在待標定的溫度點，通入線偏振檢測激光，測試出射光強與入射光強之比；第五，計算堿金屬密度，計算堿金屬密度n，第六，推算氣室內部溫度，利用堿金屬密度n與氣室內部溫度T的通用公式，推算氣室內部溫度T。本發明的有益效果是：為系統測試提供有效氣室內部溫度參數；測試方便。

技術領域

本發明屬于標定方法，具體涉及一種原子氣室內部溫度簡易標定方法。

背景技術

量子傳感技術是利用原子的量子特性的新一代高性能傳感技術，包括原子陀螺、原子磁強計、原子鐘等。基于原子自旋特性的原子陀螺和原子磁強計利用光抽運堿金屬蒸氣的方式使原子獲得宏觀自旋指向，從而進行精密的角運動或磁場測量。測量的精度與氣室的尺寸、氣體配比和原子密度，以及磁場、激光操控方法等密切相關。為取得高靈敏度，一般需要將氣室加熱至100℃以上，以獲得足夠高的堿金屬蒸氣密度。堿金屬蒸氣密度與氣室內部溫度密切相關，特定的內部溫度對應特定的堿金屬密度，是氣室乃至系統狀態的一個重要參數。

為優化原子氣室性能，需要對氣室的一系列關鍵參數進行測試。量子測系統包括被測氣室及其加熱、探溫、磁場、光場調控等硬件系統，由于溫度探頭不可能置于氣室內部，而是置于氣室外部的高導熱加熱體上，不可避免地與氣室內部溫度有一定差異，因此，需要對氣室內部溫度進行標定。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的缺陷，提供一種原子氣室內部溫度簡易標定方法。

本發明是這樣實現的：一種原子氣室內部溫度簡易標定方法，包括下述步驟：

第一，選取氣室

根據氣室尺寸和標定溫度范圍，選取氣壓合適的氣室進行溫度標定；

第二，測試

氣室置于核自旋弛豫測試裝置中，確保通光光路不受多余堿金屬遮擋，在室溫下，利用線偏振檢測光射入氣室，測量檢測光出射和入射光功率之比；

第三，對線偏振的檢測光的頻率進行選取和固定

選取吸收最大處作為測量頻率，通過氣室的氣壓和溫度，計算吸收截面σ(ν)；

第四，測試光強比

將氣室加熱并穩定在待標定的溫度點，通入線偏振檢測激光，測試出射光強與入射光強之比；

第五，計算堿金屬密度

計算堿金屬密度n

第六，推算氣室內部溫度

利用堿金屬密度n與氣室內部溫度T的通用公式，推算氣室內部溫度T。

如上所述的一種原子氣室內部溫度簡易標定方法，其中，所述第二步中的檢測光出射和入射光功率之比用表示。

如上所述的一種原子氣室內部溫度簡易標定方法，其中，所述第四步中的出射光強與入射光強之比用r＝I_out/I_in表示。

如上所述的一種原子氣室內部溫度簡易標定方法，其中，第五步中，通過下述公式計算堿金屬密度n，

r/r₀＝exp(-nσ(ν)z)。

如上所述的一種原子氣室內部溫度簡易標定方法，其中，重復上述四、五、六步，對不同溫度點進行標定。