[發明專利]一種冷原子干涉儀的自動化數據采集與分析系統

有效

• 申請號: 202011636324.6
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112857409B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 欒廣建
• 申請（專利權）人: 華中光電技術研究所（中國船舶重工集團公司第七一七研究所）
• 主分類號: G01D5/26
• 分類號: G01D5/26
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 劉璐

1.一種冷原子干涉儀的自動化數據采集與分析系統，其特征在于，包括：時序控制系統硬件、計算機、網絡通信接口，其中，

所述時序控制系統硬件，包含用于產生定時觸發信號的電路板、輸出頻率信號的電路板與輸出幅度信號的電路板，用于控制磁光阱以捕獲和控制原子團、控制拉曼激光對原子團作用和控制對原子躍遷概率探測；

所述計算機，用于運行時序控制系統軟件，用于控制時序控制系統硬件進行冷原子干涉實驗，對原子探測光信號進行分析；

所述網絡通信接口，用于連接計算機與時序控制系統硬件；

所述時序控制系統軟件包括時序邏輯控制功能模塊、實驗配置加載與保存功能模塊、干涉條紋獲取功能模塊、干涉條紋數據顯示功能模塊、信息提示功能模塊；

所述時序邏輯控制功能模塊，用于將實驗時序對應的同步信號邏輯轉換為字節數據，通過網絡通信接口傳輸至時序控制系統硬件，進行冷原子干涉實驗；

所述實驗配置加載與保存功能模塊，用于以CSV格式將同步信號邏輯記錄在文本文件中，文本文件被時序控制系統軟件還原為實驗時序；

所述干涉條紋獲取功能模塊，用于使用探測光信號幅度計算原子團躍遷概率原子躍遷概率，對原子躍遷概率組成的干涉條紋進行正弦函數擬合，得到若干個干涉條紋的信息；

所述干涉條紋數據顯示功能模塊，用于以獨立小窗口形式顯示采集的冷原子干涉探測光信號與原子團躍遷概率；

所述信息提示功能模塊，用于對實驗配置的不合理參數設置的提示；

所述使用探測光信號幅度計算原子團躍遷概率原子躍遷概率，對原子躍遷概率組成的干涉條紋進行正弦函數擬合，得到若干個干涉條紋的信息，包括以下步驟：

S1，更改第三束拉曼光的相位，使其以一個固定的值不斷遞增；

S2，獲取發生干涉后的探測光信號幅度數據；

S3，根據探測光幅度數據獲取干涉后的原子團中處于F＝1態和F＝2態的原子數，可得到冷原子團的躍遷概率；

S4，對收集到的躍遷概率數據進行正弦函數擬合，獲得干涉條紋數據。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述的第三束拉曼光的相位以一個固定的值不斷遞增，由時序控制系統軟件自動完成。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，第三束拉曼光的相位與干涉條紋的關系為：

其中，P是原子處于F＝1態或F＝2態的概率，是第三束拉曼光與第二書拉曼光的相位差。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，S3中還包括將原子數與躍遷概率在獨立小窗口中同步繪制坐標點。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述的對收集到的躍遷概率數據進行正弦函數擬合，獲得干涉條紋數據，包括：

實驗開始并持續運行指定長時間后，時序控制系統軟件將所收集的原子團躍遷概率數據，以360°為周期分段對躍遷概率數據進行正弦函數擬合，獲得每一段數據對應的干涉條紋數據。