[發明專利]一種原子泡中緩沖氣體的檢測方法及設備

有效

• 申請號: 201711272812.1
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108287150B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 陳星;王暖讓;李春景;趙環;張振偉
• 申請（專利權）人: 北京無線電計量測試研究所
• 主分類號: G01N21/59
• 分類號: G01N21/59
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 許志勇

1.一種原子泡中緩沖氣體的測量設備，其特征在于，包括：激光器、偏振片、光柵、熱敏電阻、第一光探測器、第二光探測器和測量控制器，其中：

所述激光器，用于發射至少一個頻率的光波；

所述第一光探測器，用于接收所述激光器發射的所述光波，并將所述光波轉換為第一電信號，將所述第一電信號發送給所述測量控制器；

所述第二光探測器，用于接收從所述原子泡中透射出來的光，并將所述光轉換為第二電信號，將所述第二電信號發送給所述測量控制器，所述光為所述激光器發射的所述光波透射至所述原子泡后被所述緩沖氣體吸收之后的透射光；

所述熱敏電阻的一端與所述原子泡連接，另一端與所述測量控制器連接；

所述測量控制器，用于通過所述熱敏電阻，測量原子泡的溫度；還用于根據所述第一電信號和所述第二電信號，確定所述緩沖氣體對所述光波的吸收強度，并根據所述吸收強度，測量所述緩沖氣體的成分和含量；

所述測量控制器，具體用于通過以下方式計算得到所述緩沖氣體中包含的被測元素的濃度值：

I=ρ*L*η*W₁₂*A；

其中：I為吸收強度，ρ為被測元素的濃度值，L為原子泡體的長度，η為緩沖氣體發生能級躍遷前處于低能級的粒子數占總粒子數的百分比，η與原子泡體的溫度相關，W₁₂為緩沖氣體發生能級躍遷的躍遷幾率，A為第二光探測器的探測系數；

所述光柵，用于接收所述激光器發射的所述光波，對所述光波中包含的不同頻段的子光波進行篩選，以得到與所述緩沖氣體所對應的波段相匹配的單色光；

所述偏振片，用于接收所述單色光，并將所述單色光分成兩束光，一束光傳輸至所述第一光探測器，另一束光傳輸至所述原子泡中。

2.根據權利要求1所述的測量設備，其特征在于，所述測量設備還包括：積分球，其中：

所述積分球，用于收集從所述原子泡中透射出來的透射光，并將所述透射光傳輸給所述第二光探測器。

3.根據權利要求1或2所述的測量設備，其特征在于，

所述測量控制器，還用于在得到所述激光器發射的多個頻率光波對應的所述緩沖氣體的成分和含量的情況下，根據不同頻率光波對應的成分和含量，確定所述緩沖氣體中包含的不同成分以及每種成分對應的含量。

4.一種原子泡中緩沖氣體的檢測方法，用權利要求1~3任意一項所述測量設備，其特征在于，包括：

激光器發射至少一個頻率的光波；

第一光探測器接收所述激光器發射的所述光波，并將所述光波轉換為第一電信號，將所述第一電信號發送給所述測量控制器；

第二光探測器接收從所述原子泡中透射出來的光，并將所述光轉換為第二電信號，將所述第二電信號發送給所述測量控制器，所述光為所述激光器發射的所述光波透射至所述原子泡后被所述緩沖氣體吸收之后的透射光；

測量控制器根據所述第一電信號和所述第二電信號，測量所述緩沖氣體的成分和含量。