一种物理系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及原子钟领域，特别设及一种物理系统。
【背景技术】
[0002] 被动型原子钟作为高稳定、高精度的时间同步源，正被广泛应用于航天、通讯等众 多领域。
[0003]现有的被动型原子钟主要包括压控晶振、隔离放大器、倍混频模块、物理系统、综 合模块W及伺服电路等部分。其中，物理系统提供一个频率稳定、线宽较窄的原子共振吸收 线，原子钟正是通过将压控晶振的输出频率锁定在原子共振吸收峰上而获得高稳频率输出 的。充制在物理系统中的元素原子平时能级是简并的，要想实现上述应用功能，需要给整个 系统施加相应的磁场，称之为C场。C场线圈的作用是产生一个和微波磁场方向相平行的弱 静磁场，使原子基态超精细结构发生塞曼分裂，并为原子跃迁提供量子化轴。
[0004]但由于物理系统本身会受到各种形式的干扰，它们通过闭合线路电磁交换形式， 产生一定量的剩余磁场，剩余磁场的存在大大影响了原子钟整机性能。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技术中的问题，本发明实施例提供了一种物理系统。所述技术方案 如下：
[0006]本发明实施例提供了一种物理系统，所述物理系统包括磁屏结构，设置在所述磁 屏结构中的光源、滤光泡、共振吸收腔、光电探测器、微处理忍片、微波源和C场线圈；
[0007] 所述光源，用于由87肺原子福射出87肺抽运光；
[000引所述滤光泡内充有85肺原子，用于对所述87肺抽运光进行滤光，过滤掉所述 87肺抽 运光中两个超精细结构成分中的一个；
[0009]所述微波源，用于为所述共振吸收腔中87肺原子共振跃迁提供激励信号；
[0010] 所述C场线圈采用双层线圈绕制方式绕制在所述共振吸收腔外部，用于为所述共 振吸收腔提供原子分裂及量子化轴所需要的磁场；
[0011] 所述共振吸收腔内充有87肺原子，用于在经滤光后的87肺抽运光的作用下进行共 振跃迁；
[0012] 所述光电探测器，用于对经过所述共振吸收腔后的87肺抽运光进行检测；
[0013]所述微处理忍片，用于控制所述C场线圈所通电流的正负；在所述C场线圈电流为 正时，控制所述微波源进行扫频输出，根据所述微波源输出频率与所述光电探测器检测到 的电压值的对应关系拟合第一吸收谱线;在所述C场线圈电流为负时，控制所述微波源进行 扫频输出，根据所述微波源输出频率与所述光电探测器检测到的电压值的对应关系拟合第 二吸收谱线;根据所述第一吸收谱线和所述第二吸收谱线确定剩余磁场信息;将所述剩余 磁场信息输出至原子频标的伺服电路，W使所述伺服电路根据所述剩余磁场信息对纠偏信 号进行调整。
[0014]在本发明实施例的一种实现方式中，所述光源为充有87Rb气体的光谱灯。
[0015]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述光谱灯包括无极放电灯，所述无极放 电灯包括:充有87肺的小玻璃泡和带有功率振荡器的线圈，所述小玻璃泡置于所述线圈中。
[0016]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述光电探测器包括光电池。
[0017]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述共振吸收腔包括微波腔和放置在所述 微波腔内的87肺吸收泡。
[0018]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述C场线圈为漆包线线圈。
[0019]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述物理系统还包括:设于所述共振吸收 腔外部的恒溫单元。
[0020] 在本发明实施例的另一种实现方式中，所述共振吸收腔外壁上设有周向的凹槽， 所述恒溫单元为绕设在所述共振吸收腔外壁上的凹槽中的加热丝。
[0021] 在本发明实施例的另一种实现方式中，所述加热丝采用双线梓麻花的绕线方式绕 设在所述凹槽中。
[0022] 在本发明实施例的另一种实现方式中，所述共振吸收腔包括腔盖，所述物理系统 还包括:设于所述共振吸收腔的腔盖上热敏电阻。
[0023]本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0024] 一方面在物理系统外加设磁屏结构，W对物理系统周围的地磁大小进行屏蔽，同 时通过采用双层线圈绕制方式绕制C场线圈，对物理系统中电路等产生的杂散磁场进行抵 消，上述两种方式大大减小了物理系统中的剩余磁场;另一方面，将剩余磁场计算出来发送 给伺服电路，W使伺服电路根据剩余磁场信息对纠偏信号进行调整，进一步消除了剩余磁 场的影响。
【附图说明】
[0025]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W根据运些附图获得其他 的附图。
[0026]图1是本发明实施例提供的一种物理系统的结构示意图；
[0027]图2是本发明实施例提供的C场线圈绕制示意图；
[0028]图3是本发明实施例提供的吸收谱线示意图；
[0029]图4是本发明实施例提供的共振吸收腔的结构示意图；
[0030]图5是本发明实施例提供的加热丝绕线示意图。
【具体实施方式】
[0031]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方 式作进一步地详细描述。
[0032] 图1是本发明实施例提供的一种物理系统的结构示意图，参见图1，物理系统包括 磁屏结构100,设置在磁屏结构100中的光源101、滤光泡102、共振吸收腔103、光电探测器 104、微处理忍片105、微波源106和C场线圈107。
[0033] 光源101，用于由87Rb原子福射出87肺抽运光。
[0034] 滤光泡102内充有85肺原子，用于对87肺抽运光进行滤光，过滤掉87肺抽运光中两个 超精细结构成分中的一个。
[0035] 微波源106,用于为共振吸收腔103中87肺原子共振跃迁提供激励信号。
[0036] C场线圈107采用双层线圈绕制方式绕制在共振吸收腔103外部(如图2所示），用于 为共振吸收腔103提供原子分裂及量子化轴所需要的磁场。
[0037] 共振吸收腔103内充有87肺原子，用于在经滤光后的87肺抽运光的作用下进行共振 跃迁。
[0038] 光电探测器104,用于对经过共振吸收腔103后的87肺抽运光进行检测。
[0039] 微处理忍片105,用于控制C场线圈107所通电流的正负；在C场线圈107电流为正 时，控制微波源106进行扫频输出，根据微波源106输出频率与光电探测器104检测到的电压 值的对应关系拟合第一吸收谱线；在C场线圈107电流为负时，控制微波源106进行扫频输 出，根据微波源106输出频率与光电探测器104检测到的电压值的对应关系拟合第二吸收谱 线;根据第一吸收谱线和第二吸收谱线确定剩余磁场信息;将剩余磁场信息输出至原子频 标的伺服电路，W使伺服电路根据剩余磁场信息对纠偏信号进行调整。
[0040]其中，滤光泡102、共振吸收腔103、光电探测器104依次设于光源101提供的抽运光 的前进路径上，微处理忍片105分别与光电探测器104、微波源106、C场线圈107及伺服电路 电连接。
[0041] 在本发明实施例中，一方面在物理系统外加设磁屏结构100,W对物理系统周围的 地磁大小进行屏蔽，同时通过采用双层线圈绕制方式绕制C场线圈107,对物理系统中电路 等产生的杂散磁场进行抵消，上述两种方式大大减小了物理系统中的剩余磁场;另一方面， 将剩余磁场计算出来发送给伺服电路，W使伺服电路根据剩余磁场信息对纠偏信号进行调 整，