一种高度集成化的新型法拉第反常色散原子滤光器结构

摘要

本发明属于原子滤光技术领域，具体涉及一种高度集成化的新型法拉第反常色散原子滤光器结构。所述滤光器为双层式结构，其上层包含电源模块、液晶显示屏以及电路模块，其下层为滤光器结构的主体部分，包含：温控模块、磁控模块；相对于现有的滤光器专利技术，本发明具有以下特色和优点：高度集成性：本发明将温控模块、磁控模块、电源模块、显示模块等集成到一起；可调谐性：利用温控和磁控模块对气泡谱线进行调谐；便捷性以及较高的商业价值。

主权项

一种高度集成化的新型法拉第反常色散原子滤光器结构，其特征在于，所述滤光器为双层式结构，其上层包含电源模块(11)、液晶显示屏(12)以及电路模块(13)，其下层为滤光器结构的主体部分，包含：第一永磁铁(1)、第二永磁铁(2)、第一偏振片(3)、第二偏振片(4)、碱金属原子蒸汽泡(5)、加热装置(6)、散热窗口(7及8)、感温器(9)、屏蔽罩(10)、第一步进电机(14)、第二步进电机(15)、第一通光孔(16)、第二通光孔(17)、气泡夹持模块(18)、高斯计探头(19)；其中，所述第一永磁铁(1)及第二永磁铁(2)为中心带孔的圆柱体永磁体，所述第一永磁铁(1)及第二永磁铁(2)分别通过金属圆柱竖直固定在滤光器底座上的可滑动部件上，所述第一永磁铁(1)及第二永磁铁(2)的直径均设置为大于碱金属原子蒸汽泡(5)的直径；所述第一永磁铁(1)的中心孔部分设置为可以透光，且中心孔设置为与滤光器一端的第一通光孔(16)；所述第二永磁铁(2)的中心孔部分设置为可以透光，且中心孔设置为与滤光器另一端的第二通光孔(17)重合；所述第一永磁铁(1)及第二永磁铁(2)在放置过程中，保持互相平行，且处于相同高度，用于在轴向提供一平行磁场；所述第一永磁铁(1)及第二永磁铁(2)均通过螺纹、螺孔来与各自对应的金属圆柱进行可拆卸地连接固定；所述第一偏振片(3)、第二偏振片(4)分别放置在滤光器的两端，其大小相同，放置高度相同，所述第一偏振片(3)设置于第一永磁铁(1)的光路入射方向上，所述第二偏振片(4)设置于第二永磁铁(2)的光路出射方向上；所述第一偏振片(3)、第二偏振片(4)竖直放置，相互保持平行；所述碱金属原子蒸汽泡(5)采用石英材料制作，通过气泡夹持模块(18)固定在滤光器中心，置于第一永磁铁(1)、第二永磁铁(2)之间，碱金属原子蒸汽泡(5)两端面分别与所在侧的第一永磁铁(1)或第二永磁铁(2)的距离设置为相同；所述碱金属原子蒸汽泡(5)水平放置，其中心轴线与第一永磁铁(1)及第二永磁铁(2)的中心轴线相重合；所述加热装置(6)，其为加热带，与电路模块(13)相连，在其中心部位处设置有散热窗口(7及8)；该加热带设置于所述气泡夹持模块(18)与碱金属原子蒸汽泡(5)相接触的夹持面上；加热时，通过所述气泡夹持模块(18)固定碱金属原子蒸汽泡(5)，电路模块(13)驱动气泡夹持模块(18)夹持面上加热带来对碱金属原子蒸汽泡(5)加热；所述加热装置(6)上的散热窗口(7及8)用于使多余热量从气泡中心处散出，防止在碱金属原子气泡(5)两平行端面出现凝结，从而影响系统透过率；所述气泡夹持模块(18)，其包括两根相同的支臂，分为第一支臂及第二支臂，所述两根支臂上相同的位置处均设有通孔，通孔所处的位置位于支臂的三分之一至四分之一处之间，以所述两根支臂各自的通孔作为连接点，通过螺栓连接的方式，所述两根支臂交叉连接，形成一“剪刀状”的结构，且所述两根支臂可绕连接点相互转动；由此，将由连接点划分的支臂的较长的一端定义为操作人员手持端，将由连接点划分的支臂的较短的一端定义为汽泡夹持端，所述两根支臂的汽泡夹持端另通过弹簧连接，且汽泡夹持端上形成与碱金属原子气泡(5)相接触的夹持面，夹持面上设置加热带，由此通过弹簧的预紧力及操作人员的夹持力来固定碱金属原子气泡(5)，并通过加热带加热汽泡；所述感温器(9)为一微型热敏电阻，其与电路模块(13)相连，并设置为紧贴碱金属原子蒸汽泡(5)的汽泡壁，其由电路模块(13)进行供电驱动，用于检测汽泡温度；所述屏蔽罩(10)为铜皮结构，紧贴在原子滤光器外壁，使用螺丝进行固定；其用于屏蔽外界环境对滤光器的磁干扰，同时也屏蔽滤光器磁场对外界的干扰；所述电源模块(11)，居于原子滤光器上层左侧位置，为大容量可充电的锂电池，其通过电线与电路模块(13)连接，用以给整个滤光器系统供电；所述液晶显示控制屏(12)，居于原子滤光器上层中心位置，其通过线路与电路模块(13)连接，用以实时显示磁场、温度大小，以及系统剩余电量，同时可设置调节磁场及温度大小；所述电路模块(13)，居于原子滤光器上层右侧位置，通过电线与电源模块(11)、液晶显控屏(12)、加热装置(6)、感温器(9)、第一步进电机(14)、第二步进电机(15)、高斯计探头(19)相连，用以调节温度和磁场；所述第一步进电机(14)、第二步进电机(15)，固定在原子滤光器底部两端，分别通过齿轮控制其所在端的永磁铁的移动；所述第一步进电机(14)、第二步进电机(15)由电路模块(13)进行驱动，用于调节两永磁体之间的距离，进而改变磁场大小；所述高斯计探头(19)放置在汽泡外壁，用以探测气室磁场大小。