[发明专利]改进的原子基态能级检测装置

说明书

技术领域

本发明属于检测装置设计技术领域，特别涉及一种改进的原子基态能级检测装置。

背景技术

现有技术中，对于改进的原子基态能级检测装置设计过程中，通常采用单泡式共振吸收结构进行设计，由于采用单泡式共振吸收结构进行检测，即谐振腔单元内部只设置有一个共振吸收泡，但系统装置在测量过程中由于温度、电磁干扰等诸多因素造成的装置检测精度降低，仅现有技术而言，无法克服这种测量精度所造成的测量误差，这种由于温度等环境参数的变化导致的谐振腔体内共振吸收泡中的原子发生变化会进一步恶化检测测量装置的精度，现有技术大多数是从控制角度，例如，将谐振腔体温度进行严格控制，改善系统温度性能等，这并不能从根本上解决这些问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种改进的原子基态能级检测装置，通过采用双泡式共振吸收结构进行对比分析，达到提高检测装置测量精度的目的。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种改进的原子基态能级检测装置，包括：谐振腔单元、共振吸收单元、至少一个调谐器件、至少一块光电池、至少一个耦合环及PCB；所述共振吸收单元设置在所述谐振腔单元内；所述调谐器件与所述谐振腔单元固定连接；所述光电池设置在所述谐振腔单元上；所述耦合环一端与外部电缆芯线固定连接，另一端通过螺纹紧固机构与所述谐振腔单元固定连接；所述PCB设置在所述谐振腔单元上。

进一步地，所述谐振腔单元包括：圆柱腔体、腔盖、磁场线圈、加热丝及热敏电阻；所述磁场线圈缠绕在所述圆柱腔体外壁上；所述加热丝缠绕在所述圆柱腔体内壁上；所述热敏电阻通过电路板设置在所述腔盖上，用于监控所述圆柱腔体的工作温度；所述共振吸收单元设置在所述圆柱腔体内；所述调谐器件与所述腔盖固定连接，通过改变所述调谐器件在所述圆柱腔体中的长度来对腔频进行调节；所述光电池设置在所述腔盖上；所述耦合环通过螺纹紧固机构与所述腔盖固定连接；所述PCB设置在所述腔盖上。

进一步地，所述共振吸收单元包括：第一共振吸收泡、第二共振吸收泡；所述第一共振吸收泡、所述第二共振吸收泡呈泡状腔体结构，并依次置于所述圆柱腔体内部。

进一步地，所述共振吸收单元还包括：用于避免所述第一共振吸收泡、所述第二共振吸收泡微波场辐射相互干扰的屏蔽机构；所述屏蔽机构设置在所述第一共振吸收泡、所述第二共振吸收泡之间。

进一步地，所述屏蔽机构是金属板。

进一步地，所述圆柱腔体底部开设有至少一个用于传输光束的通光槽。

进一步地，所述第一共振吸收泡、所述第二共振吸收泡内部均充有用于原子在磁场作用下共振吸收的A元素及其同位素B元素；所述第一共振吸收泡、所述第二共振吸收泡内部还充有惰性气体C。

进一步地，所述第一共振吸收泡中A元素含量、B元素含量、气体C含量分别与所述第二共振吸收泡中A元素含量、B元素含量、气体C含量对应相同。

进一步地，所述A元素是⁸⁷Rb，所述B元素是⁸⁵Rb，所述气体C是氩气；所述⁸⁷Rb与所述⁸⁵Rb含量相对比例为27.8/72.8。

进一步地，所述第一共振吸收泡、所述第二共振吸收泡结构形状、大小尺寸完全相同，通过将所述第一共振吸收泡、所述第二共振吸收泡获得的光电信号传输至外围电路，对比分析两组所述光电信号，根据分析结果提高检测装置检测精度。

本发明提供的一种改进的原子基态能级检测装置，实际应用中，将经筛选的两个共振吸收泡置入检测装置中，二者无论从温度敏感性、还是充气气体比例、以及大小尺寸、充气气压等都完全相同。因此，在左右两个共振腔内将会得到两组有用的光电信号到外围电路，一旦整个装置由于温度、电磁干扰等影响造成装置检测精度的降低，本发明可以通过对比两个腔体中获得的光电信号分析，剔除这些影响。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种改进的原子基态能级检测装置原理结构示意图。

其中，S1-热敏电阻，S2-调谐器件，S3-耦合环，S4-光电池，S5-PCB，S6-腔盖，S7-磁场线圈，S8-加热丝，S9-通光槽，S10-金属板，S11-圆柱腔体，201-第一共振吸收泡，202-第二共振吸收泡。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明提供的具体实施方式作进一步详细说明。