[發明專利]一種激光頻標信號源

在審

• 申請號: 201711378381.7
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN107911116A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 葉楊婷;詹志明
• 申請（專利權）人: 江漢大學
• 主分類號: H03L7/26
• 分類號: H03L7/26;H03L1/04
• 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

本發明涉及原子頻標領域，特別涉及一種激光頻標信號源。

背景技術

激光頻標(也稱激光頻率標準)是將激光頻率鎖定于原子或分子的超精細能級間的穩定躍遷頻率，從而獲得高精度的激光頻率輸出的信號源設備。

激光頻標主要包括信號源、物理部分以及電子線路。現有的激光頻標信號源受環境溫度影響較大，惡劣的環境會大大影響激光頻標的輸出穩定度，同時激光頻標信號源的各個組成部分會相互干擾，同樣會影響激光頻標的輸出。

發明內容

為了解決現有技術存在的問題，本發明實施例提供了一種激光頻標信號源。所述技術方案如下：

本發明實施例提供了一種激光頻標信號源，所述激光頻標信號源包括保溫箱體，所述保溫箱體的內腔被分隔為三個腔體，所述激光頻標信號源還包括壓控晶振、伺服控制模塊和激光器，所述壓控晶振、伺服控制模塊和激光器分別設置在所述三個腔體內，所述保溫箱體內還設置有溫度補償模塊；

壓控晶振，用于輸出頻率信號；

所述溫度補償模塊用于檢測所述腔體內的溫度，并根據所述腔體內的溫度生成糾偏電壓對所述壓控晶振進行溫度補償；

所述伺服控制模塊，用于根據所述壓控晶振輸出的頻率信號生成參考信號，并產生一路鍵控調頻信號和一路時序控制信號；采用所述參考信號作為參考，采用所述鍵控調頻信號進行鍵控調頻，產生調制信號；在所述時序控制信號的控制下，產生一路原始脈沖信號；采用設定分頻比對所述原始脈沖信號進行處理，輸出脈沖信號；對所述脈沖信號進行補償；對補償后的所述脈沖信號和所述調制信號進行倍混頻，得到光探測共振信號；對所述光探測共振信號進行功率放大，并將功率放大后的光探測共振信號輸出至所述激光器中。

在本發明實施例的一種實現方式中，所述保溫箱體包括有機隔熱材料內膽和金屬材料外壁。

在本發明實施例的另一種實現方式中，所述有機隔熱材料內膽采用發泡聚氨酯或聚苯乙烯泡沫塑料板制成。

在本發明實施例的另一種實現方式中，所述金屬材料外壁采用鋁制成。

在本發明實施例的另一種實現方式中，所述有機隔熱材料內膽的厚度為3-5厘米。

在本發明實施例的另一種實現方式中，所述金屬材料外壁的厚度為3-5毫米。

在本發明實施例的另一種實現方式中，所述溫度補償模塊設置在設置有所述伺服控制模塊的腔體內。

在本發明實施例的另一種實現方式中，所述伺服控制模塊包括：

中央處理器，用于接收所述壓控晶振輸出的頻率信號，根據所述頻率信號生成參考信號，并產生一路鍵控調頻信號和一路時序控制信號；

第一DDS，用于采用所述參考信號作為參考，采用所述鍵控調頻信號進行鍵控調頻，產生調制信號；

第二DDS，用于在所述時序控制信號的控制下，產生一路原始脈沖信號；

鎖相環分頻器，用于采用設定分頻比對所述原始脈沖信號進行處理，輸出脈沖信號；

衰減匹配網絡，用于對所述脈沖信號進行補償；

倍混頻模塊，用于對補償后的所述脈沖信號和所述調制信號進行倍混頻，得到光探測共振信號；

功率放大器，用于對所述光探測共振信號進行功率放大，并將功率放大后的光探測共振信號輸出至所述激光器中；

所述中央處理器，還用于控制所述鎖相環分頻器的分頻比；根據所述激光頻標信號源的激光器輸出的光束光強，控制所述衰減匹配網絡的衰減倍數；根據所述激光頻標信號源的激光器的功率大小，控制所述功率放大器的功率放大倍數。

在本發明實施例的另一種實現方式中，所述溫度補償模塊包括：

溫度轉換電路，用于采集所述壓控晶振的工作環境溫度，將采集到的工作環境溫度與參考工作溫度的差值轉換為電壓差；

運算放大器，用于對所述電壓差進行差分放大，得到補償電壓；

所述中央處理器，用于將所述補償電壓作用在所述壓控晶振上；

負反饋電阻，用于調節所述運算放大器的增益值；

相應地，所述中央處理器，還用于通過控制所述負反饋電阻的阻值調節所述運算放大器的所述增益值。

在本發明實施例的另一種實現方式中，所述溫度轉換電路包括電橋，所述電橋包括熱敏電阻Ra、電阻Rb及兩個電阻R，所述電阻Rb的電阻值與所述參考工作溫度對應，且所述電阻Rb的溫度系數與所述熱敏電阻Ra相同。

本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：