一種光電測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本實用新型涉及原子頻標領域，特別涉及一種光電測量裝置。
【背景技術】
[0002]原子頻標是提供標準頻率和時間的設備。在原子光電探測過程中，為提高整機的信噪比，原子頻標采用了光抽運的方法。但由于抽運光不是單色光，而是具有一定線寬和線性函數的多條光譜線的疊加，所以抽運光將會引起原子躍迀頻率的移動，即光頻移。
[0003]光頻移與光強成正比，同時改變光源的溫度將使整個光譜輪廓發生變化，不同光譜輪廓下光強變化會原子頻標的貢獻不同，因此在選擇合適的光強之前，應該選擇一個合適的光源溫度，但目前還沒有相應的實現裝置。
【實用新型內容】
[0004]為了解決現有技術的問題，本實用新型實施例提供了一種光電測量裝置。所述技術方案如下:
[0005]本實用新型實施例提供了一種光電測量裝置，所述光電測量裝置包括光源、物理單元、光電檢測單元、頻率測量設備、數據采集設備、以及數據處理單元，所述物理單元、所述光電檢測單元依次設置在所述光源產生光的輸出光路上，所述頻率測量設備分別與時鐘參考源、所述光電檢測單元、所述數據處理單元連接，所述數據采集設備分別與所述光源、所述光電檢測單元、所述數據處理單元連接。
[0006]在本實用新型一種可能的實現方式中，所述頻率測量設備為皮秒測量儀。
[0007]在本實用新型另一種可能的實現方式中，所述數據采集設備為數據采集和開關主機。
[0008]可選地，所述數據采集和開關主機為Agilent34970A。
[0009]在本實用新型又一種可能的實現方式中，所述物理單元包括集成濾光共振泡、微波腔、均勻磁場線圈、耦合環、以及磁屏，所述微波腔設置在所述磁屏中，所述耦合環設置在所述微波腔上，所述均勻磁場線圈繞所述微波腔設置，所述光電檢測單元和所述集成濾光共振泡設置在所述微波腔中，所述集成濾光共振泡位于所述光源和所述光電檢測單元的中間。
[0010]可選地，所述光源與所述集成濾光共振泡之間設置有中性濾光片。
[0011]優選地，所述中性濾光片為透明塑料片。
[0012]具體地，所述透明塑料片為聚碳酸酯片、聚甲基戊烯片、聚砜有機玻璃片、聚苯乙烯片中的一種。
[0013]在本實用新型又一種可能的實現方式中，所述光電檢測單元包括至少一個光電池。
[0014]在本實用新型又一種可能的實現方式中，所述數據處理單元為個人計算機。
[0015]本實用新型實施例提供的技術方案帶來的有益效果是:
[0016]通過改變光源溫度，測量原子頻標的頻率輸出，找到溫度對頻率的拐點，從而選擇合適的光源溫度，減小光頻移。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1是本實用新型實施例提供的一種光電測量裝置的結構示意圖；
[0019]圖2是本實用新型實施例提供的光頻移-溫度測試曲線的示意圖；
[0020]圖3是本實用新型實施例提供的光頻移-光強測試曲線的示意圖；
[0021 ]圖4是本實用新型實施例提供的物理單元的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。
[0023]實施例
[0024]本實用新型實施例提供了一種光電測量裝置，參見圖1，該光電測量裝置包括光源
1、物理單元2、光電檢測單元3、頻率測量設備4、數據采集設備5、以及數據處理單元6，物理單元2、光電檢測單元3依次設置在光源I產生光的輸出光路上，頻率測量設備4分別述光電檢測單元3、數據處理單元6連接，數據采集設備5分別與光源1、光電檢測單元3、數據處理單元6連接。
[0025]在實際應用中，改變光源溫度，通過頻率測量設備4測量原子頻標的頻率輸出，數據采集設備5采集光源的溫度，即可得到光頻移-溫度測試曲線，找到溫度對頻率的拐點，如圖2所示。由圖2可知，隨著光源溫度的改變，系統輸出的頻率會在I X 10—12/°C-4 X 10—n/°C內變化。需要指出的是，在光源控溫環節中，實測溫度的變化是很小的，其縮減因子在100左右，因此，在做“溫度——頻率”實驗時，首先在大范圍搜索溫度對頻率的拐點，例如溫度變化步長為1°C，然后，在此溫度點小范圍內再搜索一次拐點。
[0026]同時，光強的穩定性對原子頻標的穩定性指標有很大的影響，數據采集設備5除了采集光源的溫度，還會同時采集原子頻標的光電流，數據處理單元6將其轉換為對應的光強，即可得到光頻移-光強測試曲線，如圖3所示。通常情況下，光強對頻率的影響為I X 10—12/1%，即光強變化1%，則引起頻率的變化為I X 10 —12。當然對于不同的系統，光強對頻率的影響程度有所不同，對于工作在不同狀態的同一原子頻標也會有所不同。工作在零光強頻移點的原子頻標，光強對頻率的影響就相當小(理想情況下光強變化不會引起頻率的變化)。因此，一方面通過系統參數優化，減小光強變化對頻移的影響，另一方面采取措施，對光強進行控制，使光源的光強穩定性滿足原子頻標的指標要求。
[0027]在本實施例的一種實現方式中，頻率測量設備4可以為皮秒測量儀。
[0028]在本實施例的另一種實現方式中，數據采集設備5可以為數據采集和開關主機。
[0029]可選地，數據采集和開關主機可以為Agilent34970A，性能高、價格低。
[0030]在本實施例的又一種實現方式中，參見圖4，物理單元2可以包括集成濾光共振泡21、微波腔22、均勻磁場線圈23、耦合環24、以及磁屏25，微波腔22設置在磁屏25中，耦合環24設置在微波腔22上，均勻磁場線圈23繞微波腔22設置，光電檢測單元3和集成濾光共振泡21設置在微波腔22中，集成濾光共振泡21位于光源I和光電檢測單元3的中間。
[0031]可選地，光源I與集成濾光共振泡21之間可以設置有中性濾光片，以在不宜改變光源的激勵功率的情況下使光源發出的光衰減到所需光強，從而選擇合適的光強。
[0032]優選地，中性濾光片可以為透明塑料片。透明塑料片比較薄，能夠方便地設置在光源I與集成濾光共振泡21之間，而且透明塑料對光的衰減比較小，可以對光進行比較精細的調節。
[0033]具體地，透明塑料片可以為聚碳酸酯片、聚甲基戊烯片、聚砜有機玻璃片、聚苯乙烯片中的一種。采用常見透明材料，實現成本低。
[0034]在本實施例的又一種實現方式中，光電檢測單元3可以包括至少一個光電池。
[00；35]在本實施例的又一種實現方式中，數據處理單元6可以為個人計算機(personalcomputer，簡稱PC)。
[0036]本實用新型實施例通過改變光源溫度，測量原子頻標的頻率輸出，找到溫度對頻率的拐點，從而選擇合適的光源溫度，減小光頻移。
[0037]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種光電測量裝置，其特征在于，所述光電測量裝置包括光源、物理單元、光電檢測單元、頻率測量設備、數據采集設備、以及數據處理單元，所述物理單元、所述光電檢測單元依次設置在所述光源產生光的輸出光路上，所述頻率測量設備分別與時鐘參考源、所述光電檢測單元、所述數據處理單元連接，所述數據采集設備分別與所述光源、所述光電檢測單元、所述數據處理單元連接。2.根據權利要求1所述的光電測量裝置，其特征在于，所述頻率測量設備為皮秒測量儀。3.根據權利要求2所述的光電測量裝置，其特征在于，所述數據采集設備為數據采集和開關主機。4.根據權利要求3所述的光電測量裝置，其特征在于，所述數據采集和開關主機為Agilent34970Ao5.根據權利要求1-4任一項所述的光電測量裝置，其特征在于，所述物理單元包括集成濾光共振泡、微波腔、均勻磁場線圈、耦合環、以及磁屏，所述微波腔設置在所述磁屏中，所述耦合環設置在所述微波腔上，所述均勻磁場線圈繞所述微波腔設置，所述光電檢測單元和所述集成濾光共振泡設置在所述微波腔中，所述集成濾光共振泡位于所述光源和所述光電檢測單元的中間。6.根據權利要求5所述的光電測量裝置，其特征在于，所述光源與所述集成濾光共振泡之間設置有中性濾光片。7.根據權利要求6所述的光電測量裝置，其特征在于，所述中性濾光片為透明塑料片。8.根據權利要求7所述的光電測量裝置，其特征在于，所述透明塑料片為聚碳酸酯片、聚甲基戊烯片、聚砜有機玻璃片、聚苯乙烯片中的一種。9.根據權利要求1-4任一項所述的光電測量裝置，其特征在于，所述光電檢測單元包括至少一個光電池。10.根據權利要求1-4任一項所述的光電測量裝置，其特征在于，所述數據處理單元為個人計算機。
【專利摘要】本實用新型公開了一種光電測量裝置，屬于原子頻標領域。所述光電測量裝置包括光源、物理單元、光電檢測單元、頻率測量設備、數據采集設備、以及數據處理單元，所述物理單元、所述光電檢測單元依次設置在所述光源產生光的輸出光路上，所述頻率測量設備分別與時鐘參考源、所述光電檢測單元、所述數據處理單元連接，所述數據采集設備分別與所述光源、所述光電檢測單元、所述數據處理單元連接。本實用新型通過改變光源溫度，測量原子頻標的頻率輸出，找到溫度對頻率的拐點，從而選擇合適的光源溫度，減小光頻移。
【IPC分類】G01D21/00
【公開號】CN205384044
【申請號】CN201521046089
【發明人】鄭廣, 付云飛
【申請人】江漢大學
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2015年12月15日