专利名称：一种智能化激射腔的制作方法
技术领域：
本实用新型属于激射腔设计技术领域，特别涉及一种智能化激射腔。
背景技术：
谐振腔的作用是贮存微波辐射能量，提供辐射场与原子相互作用及受激辐射的条件，它的基本要求是:Q值高，谐振频率稳定，场结构适宜。由于腔的谐振频率取决于它的几何尺寸，容易受到温度等因素的影响，加上腔对激射振荡器有较强的频率牵引效应，腔的谐振频率不稳定将导致振荡频率的不稳，为了保持腔频率的稳定性，现有技术通常用机械方法，以及温度调谐方法，但这些方法的调谐周期太长、对控温要求极高、调整的范围也有限。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能化激射腔。为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种智能化激射腔，包括:激射腔腔体、中央处理器、原子源、用于控制所述原子源发射原子束速度的控速模块、用于控制所述腔体工作温度的温度控制模块、用于控制所述腔体工作磁场强度的磁场控制模块、用于控制所述腔体工作频率的腔频调整模块、用于对所述腔体中振荡频率信号进行测量的测频模块、用于屏蔽外界磁场的磁屏模块及频率参考源；所述中央处理器依次与所述控速模块、所述温度控制模块、所述磁场控制模块、所述腔频调整模块、所述测频模块连接；所述控速模块与所述原子源连接；所述腔体上开设有腔孔，所述原子源发射的原子束通过所述腔孔进入所述腔体内部；所述温度控制模块与所述磁屏模块连接；所述磁场控制模块与所述腔体连接；所述腔频调整模块与所述腔体连接；所述腔体置于所述磁屏模块内部，并与所述测频模块连接；所述测频模块与所述频率参考源连接。进一步地，所述控速模块是离子泵；所述离子泵通过所述中央处理器控制所述原子源发射原子束的流量速度。进一步地，所述磁场控制模块包括:漆包线、恒流源；所述漆包线缠绕在所述腔体外壁上，并与所述恒流源连接；所述恒流源与所述中央处理器连接。进一步地，所述磁屏模块是金属罩；所述金属罩上开设有位置与所述腔孔相适配的通孔。进一步地，所述腔频调整模块包括:变容二极管；所述中央处理器通过所述变容二极管控制所述腔体调谐频率值。进一步地，所述温度控制模块包括:热敏电阻；所述中央处理器通过所述热敏电阻控制所述金属罩内部工作温度。进一步地，所述测频模块在高稳定度的频率参考源作为外部参考时基的前提下，对从所述腔体中获得的振荡频率信号进行频率测量，并将测量结果传输至所述中央处理器。 进一步地，所述频率参考源是原子钟。[0012]进一步地，所述腔体是由玻璃材质构成的泡状结构，并通过耦合环与所述测频模块连接。本实用新型提供的一种智能化激射腔，包括:激射腔腔体、中央处理器、原子源、控速模块、温度控制模块、磁场控制模块、腔频调整模块、测频模块、磁屏模块及频率参考源。其中，中央处理器依次与控速模块、温度控制模块、磁场控制模块、腔频调整模块、测频模块连接。控速模块与原子源连接。腔体上开设有腔孔，原子源发射的原子束通过腔孔进入腔体内部。温度控制模块与磁屏模块连接。磁场控制模块与腔体连接。腔频调整模块与腔体连接。腔体置于磁屏模块内部，并与测频模块连接。测频模块与频率参考源连接。本实用新型具有结构简单、易操作、准确度高的特点。
图1为本实用新型实施例提供的一种智能化激射腔原理结构示意图。图2为本实用新型实施例提供的一种智能化激射腔中当改变激射腔调谐频率值时振荡信号Ψ、原子线宽ω、调谐频率F三者数值关系曲线图。图3为本实用新型实施例提供的一种智能化激射腔中当改变激射腔工作环境温度时振荡信号Ψ、原子线宽ω、工作温度T三者数值关系曲线图。其中，201-激射腔腔体，202-中央处理器，203-原子源，204-控速模块，205-温度控制模块，206-磁场控制模块，207-腔频调整模块，208-测频模块，209-磁屏模块，210-频率参考源，SO-磁场，S1-耦合环。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型提供的具体实施方式
作进一步详细说明。参见图1，本实用新型实施例提供的一种智能化激射腔，包括:激射腔腔体201、中央处理器202、含有大量原子的原子源203、用于控制原子源203发射原子束速度的控速模块204、用于控制腔体201工作温度的温度控制模块205、用于控制腔体201工作磁场强度的磁场控制模块206、用于控制腔体201工作频率的腔频调整模块207、用于对腔体201中振荡频率信号进行测量的测频模块208、用于屏蔽外界磁场的磁屏模块209及频率参考源210。其中，中央处理器202依次与控速模块204、温度控制模块205、磁场控制模块206、腔频调整模块207、测频模块208连接。控速模块204与原子源203连接。腔体201上开设有腔孔，原子源203发射的原子束通过腔孔进入腔体201内部。温度控制模块205与磁屏模块209连接。磁场控制模块206与腔体201连接。腔频调整模块207与腔体201连接。腔体201置于磁屏模块209内部，并与测频模块208连接。测频模块208与频率参考源210连接。本实施例中，控速模块204是离子泵。其中，通过中央处理器202控制离子泵，进而控制原子源203发射原子束按照一定流量速度射入腔体201内部。本实施例中，磁场控制模块206包括:漆包线、恒流源。其中，漆包线缠绕在腔体201外壁上，并与恒流源连接。同时，恒流源与中央处理器202连接。中央处理器202通过控制恒流源大小，进而通过漆包线控制腔体201内部磁场强弱。优选地，漆包线缠绕在腔体201外壁呈螺旋管型。[0023]本实施例中，磁屏模块209是由特殊材质构成的金属罩，用于屏蔽外界磁场变化量的引入。其中，金属罩上开设有位置与腔孔相适配的通孔，用于原子束的进入。本实施例中，腔频调整模块207包括:变容二极管。中央处理器202通过改变变容二极管的电容大小，进而控制腔体201调谐频率值。本实施例中，温度控制模块205包括:热敏电阻。中央处理器202通过热敏电阻控制金属罩内部工作温度。使腔体201能够实现在恒温条件下进行工作。同时，温度控制模块205将腔体201内部实时温度反馈给中央处理器202。本实施例中，测频模块208通过频率参考源210连接，在高稳定度的频率参考源210作为外部参考时基的前提下，对从腔体201中获得的振荡频率信号进行频率测量，并将测量结果传输至中央处理器202。优选地,频率参考源210是原子钟。 优选地，腔体210是由玻璃材质构成的泡状结构，并通过耦合环SI与测频模块208连接。下面，通过对本实用新型实施例提供的一种智能化激射腔具体操作原理及方法作详细说明以支持本实用新型所要解决的技术问题。Pl:本实施例通过中央处理器202控制离子泵，进而控制原子源203产生一定的原子束流量速度V (例如V1、V2…)，通过改变进入腔体201的原子束的流量速度，将导致腔体201内部的原子自旋交换碰撞驰豫时间，从而改变原子线宽，这将引起激射腔Q值的改变，最终引起耦合环处获得的振荡信号频率发生变化，本实施例通过测频模块208可以获得具体的频率变化值大小Ψ。P2:本实施例同时通过中央处理器202改变腔频调整模块207中变容二极管的电容值，进而改变激射腔的调谐频率F，例如F1、F2…..[0032]P3:本实施例中对于Pl操作，通过改变V值进而改变原子线宽的范围会受到很大程度的限制，为了扩大原子线宽的变化范围，本实施例通过中央处理器202控制磁场控制模块206中的恒流源输出电流值I大小，例如11、12...，进而改变激射腔腔体201中磁场SO的强弱，这将导致原子塞曼跃迁变化，从而改变原子线宽。为方便起见，本实施例中将操作P1、操作P3引起的原子线宽变化表示为ω，例如ω 、ω2...[0033]Ρ4:本实施例通过中央处理器202控制离子泵以及磁场控制模块206，获得某一固定的原子线宽值ω I。此时，中央处理器202改变腔频调整模块207中变容二极管的电容值，从而获得一组激射腔谐振频率值Fl、F2、F3…。同时，测频模块208分别对原子线宽值ω 1、不同激射腔谐振频率值F1、F2、F3…时的耦合环处振荡信号频率进行测量，获得一组Ψ值(Ψ11、Ψ12、Ψ13…)。改变原子线宽值为ω 2，通过上述方法，使激射腔谐振频率值F也按照上述一样大小的值F1、F2、F3…进行改变，将获得另一组Ψ值(Ψ21、Ψ22、Ψ23…)。通过上述操作数值绘制图2，通过原子线宽值ω I曲线与原子线宽值为ω2曲线找到一个合适的激射腔调谐频率值Fo，这点上不同的原子线宽值ω对应的激射腔输出振荡信号频率Ψ将相同，即克服了由于各种原因导致的腔体201中原子线宽的变化而引起振荡输出信号频率的变化。Ρ5:在上述确定了具体的激射腔调谐频率值Fo的基础上，本实施例通过中央处理器202控制温度控制模块205，进而改变腔体201内部工作环境温度T (例如Tl、Τ2…)，同时按照P4操作方法同样进行操作绘制图3，进而根据绘制曲线找到一个合适的激射腔工作环境温度值To，这点上不同的原子线宽值ω对应的激射腔输出振荡信号频率Ψ将相同，SP克服了由于温度的变化而引起振荡输出信号频率的变化。本实施例中，图2、图3中的原子线宽曲线斜率只是一个参考，不同的系统将有不同的曲线斜率值。本实用新型提供的一种智能化激射腔，包括:激射腔腔体201、中央处理器202、原子源203、控速模块204、温度控制模块205、磁场控制模块206、腔频调整模块207、测频模块208、磁屏模块209及频率参考源210。其中，中央处理器202依次与控速模块204、温度控制模块205、磁场控制模块206、腔频调整模块207、测频模块208连接。控速模块204与原子源203连接。腔体201上开设有腔孔，原子源203发射的原子束通过腔孔进入腔体201内部。温度控制模块与205磁屏模块209连接。磁场控制模块206与腔体201连接。腔频调整模块207与腔体201连接。腔体201置于磁屏模块209内部，并与测频模块208连接。测频模块208与频率参考源210连接。本实用新型具有结构简单、易操作、准确度高的特点。最后所应说明的是，以上具体实施方式
仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种智能化激射腔，其特征在于，包括:激射腔腔体(201)、中央处理器(202)、原子源(203)、用于控制所述原子源(203)发射原子束速度的控速模块(204)、用于控制所述腔体(201)工作温度的温度控制模块(205)、用于控制所述腔体(201)工作磁场强度的磁场控制模块(206)、用于控制所述腔体(201)工作频率的腔频调整模块(207)、用于对所述腔体(201)中振荡频率信号进行测量的测频模块(208)、用于屏蔽外界磁场的磁屏模块(209)及频率参考源(210)； 所述中央处理器(202)依次与所述控速模块(204)、所述温度控制模块(205)、所述磁场控制模块(206)、所述腔频调整模块(207)、所述测频模块(208)连接； 所述控速模块(204)与所述原子源(203)连接； 所述腔体(201)上开设有腔孔，所述原子源(203)发射的原子束通过所述腔孔进入所述腔体(201)内部； 所述温度控制模块(205)与所述磁屏模块(209)连接； 所述磁场控制模块(206)与所述腔体(201)连接； 所述腔频调整模块(207)与所述腔体(201)连接； 所述腔体(201)置于所述磁屏模块(209 )内部，并与所述测频模块(208 )连接； 所述测频模块(208)与所述频率参考源(210)连接。
2.根据权利要求1所述智能化激射腔，其特征在于:所述控速模块(204)是离子泵； 所述离子泵通过所述中央处理器(202)控制所述原子源(203)发射原子束的流量速度。
3.根据权利要求2所述智能化激射腔，其特征在于，所述磁场控制模块(206)包括:漆包线、恒流源； 所述漆包线缠绕在所述腔体(201)外壁上，并与所述恒流源连接； 所述恒流源与所述中央处理器(202)连接。
4.根据权利要求3所述智能化激射腔，其特征在于:所述磁屏模块(209)是金属罩； 所述金属罩上开设有位置与所述腔孔相适配的通孔。
5.根据权利要求4所述智能化激射腔，其特征在于，所述腔频调整模块(207)包括:变容二极管； 所述中央处理器(202)通过所述变容二极管控制所述腔体(201)调谐频率值。
6.根据权利要求5所述智能化激射腔，其特征在于，所述温度控制模块(205)包括:热敏电阻； 所述中央处理器(202 )通过所述热敏电阻控制所述金属罩内部工作温度。
7.根据权利要求6所述智能化激射腔，其特征在于: 所述测频模块(208)在高稳定度的频率参考源(210)作为外部参考时基的前提下，对从所述腔体(201)中获得的振荡频率信号进行频率测量，并将测量结果传输至所述中央处理器(202)。
8.根据权利要求1-7任一项所述智能化激射腔，其特征在于: 所述频率参考源(210 )是原子钟。
9.根据权利要求8所述智能化激射腔，其特征在于:所述腔体(201)是由玻璃材质构成的泡状结构，并通过耦合环(SI)与所述测频模块(209)连接。
专利摘要本实用新型公开了一种智能化激射腔，包括激射腔腔体201、中央处理器202、原子源203、控速模块204、温度控制模块205、磁场控制模块206、腔频调整模块207、测频模块208、磁屏模块209及频率参考源210。其中，中央处理器202依次与控速模块204、温度控制模块205、磁场控制模块206、腔频调整模块207、测频模块208连接。控速模块204与原子源203连接。腔体201上开设有腔孔，原子源203发射的原子束通过腔孔进入腔体201内部。温度控制模块与205磁屏模块209连接。磁场控制模块206与腔体201连接。腔频调整模块207与腔体201连接。腔体201置于磁屏模块209内部，并与测频模块208连接。测频模块208与频率参考源210连接。本实用新型具有结构简单、易操作、准确度高的特点。
文档编号H01S1/02GK202997290SQ20122070214
公开日2013年6月12日 申请日期2012年12月17日 优先权日2012年12月17日
发明者雷海东 申请人:江汉大学