原子基态超精细塞曼频率的测量装置和方法

摘要

本发明公开了一种原子基态超精细塞曼频率的测量装置和方法，属于原子频标领域。装置：光辐射模块，用于使原子产生辐射光，辐射光的谱线包括两个超精细结构成分；过滤模块，用于采用原子的同位素滤除两个超精细结构成分中的一个，得到过滤后的辐射光；分裂跃迁模块，用于在过滤后的辐射光的照射下，通过磁场和射频信号的作用，使微波腔中的原子发生分裂并产生共振跃迁，微波腔中的原子与光辐射模块中的原子为同一种原子；光检模块，用于实时检测透过分裂跃迁模块的辐射光的强度，并产生光强信号；主控计算模块，用于为微波腔提供射频信号，根据射频信号与光强信号的对应关系，得到原子的吸收谱线，并根据吸收谱线计算原子的基态超精细塞曼频率。

主权项

一种原子基态超精细塞曼频率的测量装置，其特征在于，所述装置包括：光辐射模块，用于使原子产生辐射光，所述辐射光的谱线包括两个超精细结构成分；过滤模块，用于采用所述原子的同位素滤除所述两个超精细结构成分中的一个，得到过滤后的辐射光；分裂跃迁模块，用于在所述过滤后的辐射光的照射下，通过磁场和射频信号的作用，使微波腔中的原子发生分裂并产生共振跃迁，所述微波腔中的原子与所述光辐射模块中的原子为同一种原子；光检模块，用于实时检测透过所述分裂跃迁模块的辐射光的强度，并产生光强信号；主控计算模块，用于为所述微波腔提供所述射频信号，根据所述射频信号与所述光强信号的对应关系，得到所述原子的吸收谱线，并根据所述吸收谱线计算所述原子的基态超精细塞曼频率；其中，所述主控计算模块具体包括：射频信号产生单元，用于输出并记录所述射频信号；电流产生单元，用于产生电流以控制所述磁场的大小；采样单元，用于根据输出所述射频信号的时序对所述光强信号进行采样并记录，使所述光强信号与所述射频信号一一对应；计算单元，用于根据所述光强信号与所述射频信号的对应关系，得到所述原子对应的吸收谱线，并根据所述吸收谱线计算并显示计算出的所述的原子基态超精细塞曼频率；所述光辐射模块为⁸⁷Rb光谱灯；所述过滤模块为⁸⁵Rb滤光泡；所述分裂跃迁模块包括所述微波腔和放置在所述微波腔内的⁸⁷Rb吸收泡；所述微波腔外绕制产生所述磁场的通电线圈。