[發明專利]減小噴泉鐘頻率偏移不確定度的調節裝置

有效

• 申請號: 201811098176.X
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN110928173B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 房芳;鄭發松;陳偉亮;劉昆;劉年豐;戴少陽;李天初
• 申請（專利權）人: 中國計量科學研究院
• 主分類號: G04F5/14
• 分類號: G04F5/14
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 張寧;劉芳

1.一種減小噴泉鐘頻率偏移不確定度的調節裝置，其特征在于，包括：

微波諧振器、微波發生器、冷原子發生器和控制器；

所述微波諧振器的外壁上設置有四個波導塊，其中，每一個所述波導塊中設置有波導副腔，所述微波諧振器腔軸的中點為坐標系的原點，所述坐標系的z軸為所述微波諧振器的腔軸，所述四個波導塊中一對波導塊對稱設置在所述微波諧振器上，且所述一對波導塊位于所述坐標系的y軸方向上，所述四個波導塊中另一對波導塊對稱設置在所述微波諧振器上，且所述另一對波導塊位于所述坐標系的x軸方向上；所述四個波導塊包括第一波導塊、第二波導塊、第三波導塊和第四波導塊；

所述微波發生器的四路微波鏈路中的至少一路微波鏈路分別與一個所述波導塊相連；所述冷原子發生器位于所述微波諧振器的下方；

所述微波發生器，用于向所述波導塊的波導副腔中饋入第一微波信號，以使所述微波諧振器形成微波場；

所述冷原子發生器，用于向所述微波諧振器上拋冷原子，以使所述冷原子在所述微波場中上拋下落運動；

所述控制器，用于根據所述冷原子在所述微波場中產生的腔相位差頻移，確定第一角度值和第二角度值，其中，所述第一角度值為所述微波諧振器在所述y軸和所述z軸構成的平面上、以原點為中心所需旋轉的角度，所述第二角度值為所述微波諧振器在所述x軸和所述z軸構成的平面上、以原點為中心所需旋轉的角度；

所述微波發生器包括：第一路微波鏈路、第二路微波鏈路、第三路微波鏈路和第四路微波鏈路；所述控制器，具體用于在所述微波諧振器處于每一個第三角度值下，控制所述第二微波鏈路中的第二微波開關和所述第三微波鏈路中的第三微波開關斷開，且控制所述第一微波鏈路中的第一微波開關和所述第四微波鏈路中的第四微波開關交替閉合，獲取每一個第三角度值下所述冷原子的腔相位差頻移；根據每一個第三角度值下所述冷原子的腔相位差頻移，生成第三角度值與第三角度值下所述冷原子的腔相位差頻移之間的第一關系曲線；確定所述第一關系曲線中腔相位差頻移為0時的角度值為所述第一角度值；其中，所述第三角度值為所述微波諧振器在所述y軸和所述z 軸構成的平面上以原點為中心旋轉之后得到的角度值；所述第一微波開關與所述第一波導塊相連，所述第二微波開關與所述第二波導塊相連，所述第三微波開關與所述第三波導塊相連，所述第四微波開關與所述第四波導塊相連；

所述控制器，還具體用于在所述微波諧振器處于每一個第四角度值下，控制所述第二微波開關和所述第三微波開關斷開，且控制所述第一微波開關和所述第四微波開關交替閉合，獲取每一個第四角度值下所述冷原子的腔相位差頻移，生成第四角度值與第四角度值下所述冷原子的腔相位差頻移之間的第二關系曲線，確定所述第二關系曲線中腔相位差頻移為0時的角度值為所述第二角度值；其中，所述第四角度值為所述微波諧振器在所述x軸和所述z軸構成的平面上以原點為中心旋轉之后得到的角度值；所述第一微波開關與所述第三波導塊連接，所述第四微波開關與所述第二波導塊連接。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述微波諧振器，包括：中空狀的主腔體、上端蓋和下端蓋；

所述四個波導塊設置在所述主腔體的側面上，每一個所述波導塊與所述主腔體連通；

所述主腔體的頂端設置有第一開口，所述上端蓋通過所述第一開口與所述主腔體的頂部固定連接；所述主腔體的底端設置有第二開口，所述下端蓋通過所述第二開口與所述主腔體的底部固定連接；

所述上端蓋、所述主腔體和所述下端蓋之間形成有位于上部的微波截止波導、位于中部的諧振主腔和位于下部的微波截止波導；

每一個所述波導塊的第一側面設置有波導端蓋。

3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，每一個所述波導塊的第二側面上開設有饋入孔；

與波導塊對應的微波鏈路與探針連接，所述探針通過所述饋入孔穿入所述波導塊的波導副腔中。