[實用新型]鍶光鐘系統塞曼減速器磁場控制電路

有效

• 申請號: 201720678438.4
• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN206835024U
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: 郭陽;王葉兵;趙芳婧;常宏
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家授時中心
• 主分類號: H02P13/00
• 分類號: H02P13/00
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司61201
• 代理人: 申忠才

技術領域

本實用新型屬于電路及控制技術領域，具體涉及到一種成本低且高效的可用作鍶光鐘系統塞曼減速器線圈時序控制的集成電路模塊。

背景技術

塞曼減速器是一種高效的原子束減速裝置，是獲得超冷鍶原子的基礎，光鐘實現的前提是要在實驗中產生大量的超低溫原子，但僅僅依靠冷卻光自然力對原子減速是不可行的。因此通常采用塞曼減速器作為使原子束減速的有效方法。塞曼減速器的磁場隨空間分布應準確的與原子速度相匹配，使冷卻激光相對于原子躍遷頻率的失諧量始終為零，以維持較高的冷卻效率。我們目前控制的塞曼減速器是由10組并排的線圈組成，10組線圈接入對應電流。

在制備冷原子團過程中，需要塞曼減速器持續作用于原子束，但當光晶格制備以及鐘躍遷譜線掃描過程中，我們需要及時關斷塞曼減速器，以免其線圈產生的磁場對后續過程產生影響，所以我們要求塞曼減速器線圈能夠按時序控制的要求快速的開啟和關斷。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題在于克服上述不足,提供一種設計合理、結構簡單、成本低廉、高效的鍶光鐘系統塞曼減速器磁場控制電路。

解決上述技術問題采用的技術方案是具有：過濾掉因磁場關斷而在電路中產生的震蕩避免對系統產生沖擊的開關保護電路；磁場開關電路，該電路的輸出端接開關保護電路的輸入端；線圈開關監測電路，該電路的輸入端接磁場開關電路的輸出端；電流吸收電路，該電路的輸出端接磁場開關監測電路的輸入端；塞曼減速器線圈，所述的塞曼減速器線圈的一端接電流吸收保護電路、另一端接線圈開關監測電路。

本實用新型的磁場開關電路為：控制信號通過電阻R1輸入光電耦合器OC，光電耦合器OC的輸入端接二極管D1的負極、集電極接直流電源的正極、發射極通過電阻R2接場效應管MOSFET的源極和襯底以及二極管D2的正極，場效應管MOSFET的柵極接光電耦合器OC的發射極、漏極接二極管D2的負極和開關保護電路以及線圈開關監測電路，二極管D1的正極接控制信號并接光電耦合器OC的輸入端；光電耦合器的型號為4N35、場效應管MOSFET的型號為50N06。

本實用新型的線圈開關監測電路為：集成電路U1的正向輸入端接塞曼減速器線圈K的另一端并通過電阻R5接集成電路U1的反向輸入端、輸出端通過電阻R7接示波器、電源端接15V電源；集成電路U1的型號為AD620。

本實用新型的電流吸收保護電路為：二極管D4～二極管D7的負極短接后接線圈開關監測電路，二極管D4和二極管D5的正極短接后通過電阻R3接二極管D3的正極，二極管D6和二極管D7的正極短接后通過電阻R4接二極管D3的正極，二極管D3的負極接塞曼減速器線圈K的一端并接直流電源的正極。

由于本實用新型采用了磁場開關電路、電流吸收電路、線圈開關監測電路、開關保護電路，磁場開關電路在工作時只要在輸入端加上一定的控制信號，就可以控制輸出端之間的“通”和“斷”，實現開關的功能，電流吸收電路將塞曼減速器線圈由于瞬時關斷產的電流吸收，避免塞曼減速器線圈自感對電流產生震蕩并且能很好的保護好電磁開關電路，線圈開關監測電路對塞曼減速器線圈通過的電流情況進行監測，開關保護電路過濾掉因磁場反復關斷而在電路中產生的振蕩，提高磁場關斷的穩定性，本電路設計合理、結構簡單、成本低廉、穩定性好，可推廣應用到塞曼減速器磁場控制領域。

附圖說明

圖1是本實用新型的電氣原理方框圖。

圖2是本實用新型的電子線路原理圖。

圖3是本實用新型實驗測試波形圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細說明，但本實用新型不限于這些實施例。

實施例1

在圖1中，本實用新型由磁場開關電路、電流吸收電路、線圈開關監測電路、開關保護電路、直流電源、塞曼減速器連接構成，磁場開關電路的輸出端接開關保護電路的輸入端和線圈開關檢測電路的輸入端，電流吸收電路的輸出端接線圈開關監測電路和塞曼減速器線圈的一端，線圈開關監測電路的輸出端接塞曼減速器線圈的另一端，直流電源為本裝置提供電流。