[發明專利]提供差分光輸出的銣光譜燈裝置及光噪聲差分抑制的方法

有效

• 申請號: 201811333340.0
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109470359B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 杜潤昌;楊林;閆泉喜
• 申請（專利權）人: 成都天奧電子股份有限公司
• 主分類號: G01J3/10
• 分類號: G01J3/10
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙) 51224
• 代理人: 楊俊華

本發明公開提供差分光輸出的銣光譜燈裝置及光噪聲差分抑制的方法，裝置包括銣光譜燈泡、振蕩線圈、射頻振蕩電路板和加熱裝置；銣光譜燈泡輸出兩路完全對稱的光信號，銣光譜燈泡的側壁中部設有尾管，振蕩線圈為兩組并以銣光譜燈泡中部對稱纏繞在銣光譜燈泡的側壁；兩組所述振蕩線圈分別與射頻振蕩電路板電連接；加熱裝置設于銣光譜燈泡和振蕩線圈的外圍對銣光譜燈泡進行加熱。本發明利用一個銣光譜燈泡實現兩路光信號輸出，輸出光信號在空間上完全分開，能夠方便地進行分別探測；兩路光信號從同一個銣光譜燈泡發出，光信號具有完美的對稱性，方便對光噪聲進行差分抑制。

技術領域

本發明屬于差分光探測技術領域，具體涉及提供差分光輸出的銣光譜燈裝置及光噪聲差分抑制的方法，適用于差分光探測的原子頻標、原子磁強計等原子傳感器。

背景技術

隨著科技的發展，原子頻標、磁強計等高精度原子傳感器在全球衛星導航定位系統、未來5G通信、資源探測、電力等領域獲得廣泛應用。在原子傳感器中，一般采用光與原子相互作用提高原子利用率，進而達到提高傳感器精度的目的；但同時光信號噪聲也會疊加到探測信號中輸出，限制了系統信噪比的提高。以銣原子頻標為例，譜燈發出的抽運光將銣原子基態原子數實現翻轉，將信號強度提高幾個數量級，但同時譜燈產生的光噪聲也疊加在輸出信號上，限制了系統精度的進一步提高。

因此，對光噪聲的抑制是目前亟待解決的技術問題，然而現有技術中對光噪聲的抑制還達不到很好的效果，限制了系統精度的進一步提高。

發明內容

為了解決現有技術存在的上述問題，本發明目的在于提供提供差分光輸出的銣光譜燈裝置及光噪聲差分抑制的方法。

本發明能產生兩路完全對稱的差分光信號，其中一路光信號與原子相互作用，實現對原子傳感器信息的提取，再與另一路光信號差分相減，實現對光噪聲的抑制，提高系統信噪比，達到提高原子傳感器精度的目的。

本發明所采用的技術方案為：

提供差分光輸出的銣光譜燈裝置，包括銣光譜燈泡、振蕩線圈、射頻振蕩電路板和加熱裝置；

所述銣光譜燈泡輸出兩路完全對稱的光信號，振蕩線圈為兩組并以銣光譜燈泡中部對稱纏繞在銣光譜燈泡的側壁；

兩組所述振蕩線圈分別與射頻振蕩電路板電連接；

所述加熱裝置設于銣光譜燈泡和振蕩線圈的外圍對銣光譜燈泡進行加熱。

本發明利用一個銣光譜燈泡實現兩路光信號輸出，輸出光信號在空間上完全分開，能夠方便地進行分別探測；兩路光信號從同一個銣光譜燈泡發出，光信號具有完美的對稱性，方便對光噪聲進行差分抑制。

為了保證輸出兩路完全對稱的光信號，所述銣光譜燈泡的側壁中部設有尾管，尾管的中軸線與銣光譜燈泡的中軸線垂直，兩組振蕩線圈以尾管的中軸線對稱設置。

進一步為了保證輸出兩路完全對稱的光信號，兩路完全對稱的光信號兩組所述振蕩線圈的匝數相同。振蕩線圈7為高頻振蕩線圈。

作為優選地，所述銣光譜燈泡內部充有啟輝氣體和銣87金屬。啟輝氣體為氙氣、氪氣等。銣光譜燈泡采用耐堿玻璃制成。

銣87金屬原子在啟輝氣體和通過振蕩線圈饋入的射頻信號的激勵下發光，為銣原子頻標提供光源。

纏繞在銣光譜燈泡側壁的振蕩線圈將射頻振蕩電路板產生的射頻信號饋入銣光譜燈泡，激勵銣光譜燈泡發光。

作為優選地，所述銣光譜燈裝置還包括非金屬保溫罩，非金屬保溫罩包圍銣光譜燈泡和振蕩線圈并在正對銣光譜燈泡的兩端設有完全對稱且大小相等的第一出光孔，加熱裝置設于非金屬保溫罩外圍。

作為優選地，所述非金屬保溫罩與銣光譜燈泡之間間隙點硅填合。