[发明专利]一种用于氢频标的高效束光学系统

权利要求书

1.用于氢频标的高效束光学系统，其特征在于，该系统包括磁屏蔽层(1)、微波腔(2)、储存泡(3)、导流管(4)、真空腔(5)、选态器(6)、准直器(7)和氢原子源(8)；

所述磁屏蔽层(1)内设有所述微波腔(2)，所述微波腔(2)内设有所述储存泡(3)，所述导流管(4)穿过所述微波腔(2)和所述磁屏蔽层(1)将所述储存泡(3)与所述真空腔(5)导通，所述真空腔(5)内设有所述选态器(6)，所述选态器(6)的一端固定在所述真空腔(5)上，其另一端为自由端，所述准直器(7)置于所述选态器(6)与所述氢原子源(8)之间，所述氢原子源(8)的出口、所述准直器(7)的中心、所述选态器(6)的中心、所述导流管(4)和所述储存泡(3)的入口在一条直线上。

2.根据权利要求1所述的用于氢频标的高效束光学系统，其特征在于，所述选态器(6)为圆筒形，所述选态器(6)包括四个或六个相同的永磁体(601)、与所述永磁体(601)数目相同的针形软磁体(602)、和由无磁材料制成的圆筒(603)，所述永磁体(601)和所述软磁体(602)固定在所述圆筒(603)内，所述四个或六个永磁体(601)首尾相接构成一个方形空腔，且每一个所述永磁体(601)的S极或N极与相邻的所述永磁体(601)的同名磁极相接，与所述永磁体(601)数目相同的所述软磁体(602)均匀分布，其尖端朝向所述圆筒(603)的中心且两两相对，两个正对的所述软磁体(602)的尖端的磁极相同。

3.根据权利要求2所述的用于氢频标的高效束光学系统，其特征在于，正对的两个所述软磁体(602)的尖端之间的距离为0.9-1.5mm，其尖端的表面磁场大于或等于1特斯拉。

4.根据权利要求2所述的用于氢频标的高效束光学系统，其特征在于，所述选态器(6)的高度为50-75mm。

5.根据权利要求2所述的用于氢频标的高效束光学系统，其特征在于，所述永磁体(601)的材质为铁氧体、Nd₂Fe₁₄B、AlNiCo或Sm₂Co₁₇。

6.根据权利要求2所述的用于氢频标的高效束光学系统，其特征在于，所述软磁体(602)的材质为铁、FeCo合金或FeNi合金。

7.根据权利要求2所述的用于氢频标的高效束光学系统，其特征在于，所述圆筒(603)的材质为无磁不锈钢、钛、铜、铝、塑料、钛合金或铝合金。

8.根据权利要求1所述的用于氢频标的高效束光学系统，其特征在于，氢原子在所述真空腔(5)内的自由运动区域的长度为100-120mm。

9.根据权利要求1所述的用于氢频标的高效束光学系统，其特征在于，所述准直器(7)为光纤多孔准直器，其外径为2.49-2.51mm，其厚度为0.4-1.4mm，其孔的数目大于或等于200，其有孔的区域的直径为0.95-1.05mm，每个孔的直径为12-13μm。

10.根据权利要求1所述的用于氢频标的高效束光学系统，其特征在于，所述微波腔(2)的有载Q值大于或等于8000，其振荡频率为1.420405751GHz±20MHz。