CN103152042A - 一种共振跃迁装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种共振跃迁装置，适用于太空环境下对原子能级跃迁几率检测，包括一个谐振腔和底座，所述底座位于所述共振跃迁装置内部选态区和原子作用区区域，所述底座上安装有驱动装置和传动装置；所述谐振腔底部设置至少一个传动块，所述传动块与所述传动装置连接；所述驱动装置驱动所述传动装置带动所述谐振腔移动。本发明的有益效果是简化了共振跃迁装置的结构，彻底消除原子和微波进行拉姆齐作用时由于两个谐振腔相位差引入的腔相移，从而提高了谐振腔体稳定性，为进一步提高基于腔体内原子作用的原子钟系统的频率稳定性提供了可靠的保障。
Description
技术领域
本发明涉及一种共振跃迁装置，适用于太空环境下对原子能级跃迁几率检测。
背景技术
在太空的微重力作用下，通常采用共振跃迁装置来检测原子能级跃迁几率。现有的共振跃迁装置外层是一层屏蔽层，内部包括原子源、磁光阱、三个串联的谐振腔和荧光探测仪等装置。当需要检测原子原子能级跃迁几率时，由微处理器控制原子样品从原子源射出，经磁光阱制备后自由飞行，原子团经过谐振腔的选态区时基态F＝2，mF＝0的原子和微波相互作用跃迁到基态F＝1，mF＝0，利用辐射压力作用，原子团中只留下基态F＝1，mF＝0的原子；原子团继续自由飞行经过谐振腔的原子作用区，依次和两个谐振腔体中的微波发生拉姆齐（Ramsey)相互作用，然后原子团继续向右飞行经过探测区，通过荧光探测仪可以检测原子能级跃迁几率。由于共振跃迁装置内同时设置了三个谐振腔，结构较为复杂，而且当原子团依次和两个谐振腔体中的微波发生拉姆齐（Ramsey)相互作用时，由于两个谐振腔相位差导致的腔相移，进而会导致腔频发生移动，这样会进一步引起基于腔体内原子作用的原子钟系统的频率稳定性变差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、腔频参数稳定的共振跃迁装置。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种共振跃迁装置，包括一个谐振腔和底座，所述底座位于所述共振跃迁装置内部选态区和原子作用区区域，所述底座上安装有驱动装置和传动装置；所述谐振腔底部设置至少一个传动块，所述传动块与所述传动装置连接；所述驱动装置驱动所述传动装置带动所述谐振腔移动。
所述底座两端分别垂直设置一个承重壁，所述承重壁上开有光孔，所述承重壁上的光孔与所述谐振腔的光孔同轴。
所述两个承重壁的同侧分别用连接轨道连接。
所述连接轨道中部设置有凹槽，所述谐振腔两侧分别设置一个限位块，所述限位块卡入所述连接轨道的凹槽内。
所述承重壁上的光孔与所述谐振腔的光孔大小一致。
所述驱动装置为驱动电机，所述传动装置为履带传动装置，所述履带传动装置包括履带和从动轮,所述履带传动装置包括履带和从动轮,所述履带一端与所述驱动电机上的主动轮连接，另一端与所述从动轮连接；所述传动块底部带有凹槽。当履带停止传动时，传动块的凹槽可卡住履带的凸起部分。
本发明的有益效果是简化了共振跃迁装置的结构，彻底消除原子和微波进行拉姆齐作用时由于两个谐振腔相位差引入的腔相移，从而提高了谐振腔体稳定性，为进一步提高基于腔体内原子作用的原子钟系统的频率稳定性提供了可靠的保障。
附图说明
图1为本发明实施例共振跃迁装置结构示意图。
图2为本发明实施例共振跃迁装置中谐振腔安装立体结构图。
图3为本发明实施例共振跃迁装置中谐振腔安装结构正视图。
图4为本发明实施例共振跃迁装置中谐振腔立体结构图。
具体实施方式
如图1所示的一种共振跃迁装置1，包括一个原子源2、一个磁光阱3、一个谐振腔4、一个荧光探测仪5。如图2、图3和图4所示，谐振腔4下部还有底座6，底座6位于共振跃迁装置内部选态区和原子作用区区域，底座5上安装有驱动电机7和从动轮9；履带8一端与驱动电机7上的主动轮连接，另一端与从动轮9连接；谐振腔4底部设置一个带有凹槽的传动块41，传动块41与履带8连接，当履带8停止传动时，传动块41的凹槽可卡住履带8的凸起部分。这样驱动电机7驱动履带8带动谐振腔4移动。底座4两端分别垂直设置一个承重壁10，每个承重壁10上都开有光孔101，承重壁上的光孔101与谐振腔的光孔42同轴且大小一致。两个承重壁10的同侧分别用连接轨道11连接，连接轨道12中部设置有凹槽，谐振腔4两侧分别设置一个限位块43，限位块43分别卡入对应连接轨道12的凹槽内。
当需要检测原子原子能级跃迁几率时，由微处理器控制原子样品从原子源2射出在磁光阱3（MOT）中获得温度在μK量级的原子团，然后以每秒几十厘米的速度把原子团抛出，在微重力环境下原子团将做近似匀速直线运动同时以热运动速度自由膨胀，原子团进入磁屏蔽区域后穿过谐振腔4和微波单次作用，就是在选态区的相互作用；谐振腔4在由微处理器控制下的驱动电机7带动下运动并超越原子团，原子和微波发生第二次作用，也就是第一次拉姆齐作用；谐振腔4停止后，原子团再次穿过谐振腔4和微波发生第三次相互作用，也就是第二次拉姆齐作用；然后原子团继续飞行经过探测区，通过荧光探测仪5可以检测原子能级跃迁几率。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种共振跃迁装置，其特征是，包括一个谐振腔和底座，所述底座上安装有驱动装置和传动装置；所述谐振腔底部设置至少一个传动块，所述传动块与所述传动装置连接；所述驱动装置驱动所述传动装置带动所述谐振腔移动。
2.根据权利要求1所述的共振跃迁装置，其特征在于，所述底座两端分别垂直设置一个承重壁，所述承重壁上开有光孔，所述承重壁上的光孔与所述谐振腔的光孔同轴。
3.根据权利要求2所述的共振跃迁装置，其特征在于，所述两个承重壁的同侧分别用连接轨道连接。
4.根据权利要求3所述的共振跃迁装置，其特征在于，所述连接轨道中部设置有凹槽，所述谐振腔两侧分别设置一个限位块，所述限位块卡入所述连接轨道的凹槽内。
5.根据权利要求2所述共振跃迁装置，其特征在于，所述承重壁上的光孔与所述谐振腔的光孔大小一致。
6.根据权利要求1或2所述共振跃迁装置，其特征在于，所述驱动装置为驱动电机，所述传动装置为履带传动装置，所述履带传动装置包括履带和从动轮,所述履带传动装置包括履带和从动轮,所述履带一端与所述驱动电机上的主动轮连接，另一端与所述从动轮连接；所述传动块底部带有凹槽。
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