CN116847497A - 一种应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法、装置、介质及终端 - Google Patents
一种应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法、装置、介质及终端 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116847497A CN116847497A CN202310786110.4A CN202310786110A CN116847497A CN 116847497 A CN116847497 A CN 116847497A CN 202310786110 A CN202310786110 A CN 202310786110A CN 116847497 A CN116847497 A CN 116847497A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- radio frequency
- cesium
- signal
- frequency oscillation
- excitation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 203
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 199
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 title claims abstract description 148
- 230000005284 excitation Effects 0.000 title claims abstract description 124
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 76
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 191
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 46
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 45
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 32
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 32
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 32
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 27
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 16
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 13
- 230000010356 wave oscillation Effects 0.000 claims description 12
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 4
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 4
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract description 5
- 239000002585 base Substances 0.000 description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 3
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/24—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance for measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/26—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance for measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using optical pumping
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J65/00—Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
- H01J65/04—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/24—Circuit arrangements in which the lamp is fed by high frequency ac, or with separate oscillator frequency
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/36—Controlling
- H05B41/38—Controlling the intensity of light
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
本申请涉及一种应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法、装置、介质及终端。包括：射频振荡电路向铯光谱灯组件发送射频振荡信号；铯光谱灯组件在射频振荡信号的激励下，发射抽运光；光电检测器采集经铯光泵磁力仪光学系统处理之后所述抽运光的光强信号，并将光强信号对应的输出光检信号传输至反馈控制电路；反馈控制电路根据输出光检信号调节射频振荡电路发送的射频振荡信号。本申请的反馈控制电路利用光电检测器的输出光检信号作为反馈的方式，自动调节射频振荡电路的激励信号功率，达到调节射频振荡信号的目的。降低了电路功耗、光强稳定、延长了铯光谱灯组件的使用寿命；满足了铯光泵磁力仪在真空、高温、低温和小空间内等环境下长时间工作的要求。
Description
技术领域
本发明涉及磁场精密测量技术领域，更为具体来说，本发明涉及一种应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法、装置、介质及终端。
背景技术
铯光泵磁力仪的主要原理是以碱金属元素铯为材料，并利用光学方法探测电子在能级跃迁时吸收和释放能量的过程，根据塞曼分裂原理，铯原子相邻能级结构之间的能量差和磁场的大小成正比例关系，能够利用光磁共振原理来达到探测磁场的目的。量子探头是铯光泵原子磁力仪的核心，是探测外界环境磁场的敏感部位，决定了原子磁力仪的测量精度。
为了满足铯光泵磁力仪在真空、高温、低温及小空间内等特殊环境下长时间正常工作的要求，本申请需要提供一种应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法、装置、介质及终端。
发明内容
本申请实施例提供了一种应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法、装置、介质及终端。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
第一方面，本申请实施例提供了一种应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法，该方法包括：
射频振荡电路向铯光谱灯组件发送射频振荡信号；
所述铯光谱灯组件在所述射频振荡信号的激励下，发射抽运光；
光电检测器采集经铯光泵磁力仪光学系统处理后的所述抽运光的光强信号，并将所述光强信号对应的输出光检信号传输至反馈控制电路；
所述反馈控制电路根据所述输出光检信号调节所述射频振荡电路发送的所述射频振荡信号。
可选的，所述射频振荡电路向铯光谱灯组件发送射频振荡信号，包括：
电容三点式振荡电路向铯光谱灯组件发送正弦波振荡激励信号；
将所述电容三点式振荡电路作为所述射频振荡电路、将所述正弦波振荡激励信号作为所述射频振荡信号。
可选的，所述射频振荡电路向铯光谱灯组件发送射频振荡信号，包括：
射频振荡电路与铯光谱灯组件之间设置有射频耦合线；
所述射频振荡电路通过所述射频耦合线向所述铯光谱灯组件发送所述射频振荡信号。
可选的，在所述铯光谱灯组件在所述射频振荡信号的激励下，发射抽运光之前，还包括：
所述铯光谱灯组件内设置有转接板、无磁性电容和激励线圈；
所述激励线圈通过所述转接板上设置的所述无磁性电容连接所述射频耦合线。
可选的，所述铯光谱灯组件内设置有铜屏蔽壳，所述铜屏蔽壳屏蔽所述激励线圈产生的激励射频场。
可选的，所述光电检测器采集经铯光泵磁力仪光学系统处理后的所述抽运光的光强信号，包括：
所述光电检测器利用物理探头内部安装光电池的方式，采集经所述铯光泵磁力仪光学系统处理后的所述抽运光的光强信号。
可选的，所述反馈控制电路根据所述输出光检信号调节所述射频振荡电路发送的所述射频振荡信号，包括：
所述反馈控制电路根据所述输出光检信号调节所述射频振荡电路的激励信号功率；
所述射频振荡电路根据所述激励信号功率调节发送的所述射频振荡信号。
第二方面，本申请实施例提供了一种应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励装置，该装置包括：
信号发送模块，用于射频振荡电路向铯光谱灯组件发送射频振荡信号；
信号激励模块，用于所述铯光谱灯组件在所述射频振荡信号的激励下，发射抽运光；
信息传输模块，用于光电检测器采集经铯光泵磁力仪光学系统处理后的所述抽运光的光强信号，并将所述光强信号对应的输出光检信号传输至反馈控制电路；
调节模块，用于所述反馈控制电路根据所述输出光检信号调节所述射频振荡电路发送的所述射频振荡信号。
第三方面，本申请实施例提供一种计算机存储介质，计算机存储介质存储有多条指令，指令适于由处理器加载并执行上述的方法步骤。
第四方面，本申请实施例提供一种终端，可包括：处理器和存储器；其中，存储器存储有计算机程序，计算机程序适于由处理器加载并执行上述的方法步骤。
本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
在本申请实施例中，所述应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法。首先通过射频振荡电路向铯光谱灯组件发送射频振荡信号；所述铯光谱灯组件在所述射频振荡信号的激励下，发射抽运光；然后光电检测器采集经铯光泵磁力仪光学系统处理后的所述抽运光的光强信号，并将所述光强信号对应的输出光检信号传输至反馈控制电路；最后所述反馈控制电路根据所述输出光检信号调节所述射频振荡电路发送的所述射频振荡信号；再通过射频振荡电路向铯光谱灯组件发送射频振荡信号。本申请实施例激励源设置的反馈控制电路利用光电检测器的输出光检信号大小作为反馈的方式，自动调节射频振荡电路的激励信号功率，进而达到调节射频振荡信号的目的，不仅降低了电路功耗，而且铯光谱灯的光强稳定、延长了铯光谱灯组件的使用寿命；能够满足铯光泵磁力仪在真空、高温、低温和小空间内等环境下长时间正常工作的要求。
在本申请实施例中，所述应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法。首先通过电容三点式振荡电路向铯光谱灯组件发送正弦波振荡激励信号；将所述电容三点式振荡电路作为所述射频振荡电路、将所述正弦波振荡激励信号作为所述射频振荡信号。然后所述铯光谱灯组件在所述射频振荡信号的激励下，发射抽运光；其次光电检测器采集经铯光泵磁力仪光学系统处理后的所述抽运光的光强信号，并将所述光强信号对应的输出光检信号传输至反馈控制电路；最后所述反馈控制电路根据所述输出光检信号调节所述射频振荡电路发送的所述射频振荡信号；再通过射频振荡电路向铯光谱灯组件发送射频振荡信号。本申请实施例的激励源射频振荡电路采用电容三点式振荡电路，不仅能够保证输出波形不失真，而且能够使得射频振荡电路快速起振。
在本申请实施例中，所述应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法。首先在射频振荡电路与铯光谱灯组件之间设置有射频耦合线；所述射频振荡电路通过所述射频耦合线向所述铯光谱灯组件发送所述射频振荡信号。所述铯光谱灯组件内设置有转接板、无磁性电容、激励线圈和铜屏蔽壳；所述激励线圈通过所述转接板上设置的所述无磁性电容连接所述射频耦合线；所述铜屏蔽壳屏蔽所述激励线圈产生的激励射频场。所述铯光谱灯组件在所述射频振荡信号的激励下，发射抽运光；然后光电检测器采集经铯光泵磁力仪光学系统处理后的所述抽运光的光强信号，并将所述光强信号对应的输出光检信号传输至反馈控制电路；最后所述反馈控制电路根据所述输出光检信号调节所述射频振荡电路发送的所述射频振荡信号；再通过射频振荡电路向铯光谱灯组件发送射频振荡信号。本申请实施例在铯光谱灯组件设置铜屏蔽壳的方式，不仅有效地屏蔽了铯光谱灯组件内的激励线圈所产生的激励射频场，而且能够对铯光谱灯组件进行保温；本申请实施例的铯光谱灯组件内的所述激励线圈通过所述转接板上设置的所述无磁性电容连接射频振荡电路输出端延伸出的所述射频耦合线，相比于射频振荡电路直接连接的方式，提升了抗干扰能力，消除了直流供电回路附加磁场的影响。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是本申请实施例提供的一种应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法的流程示意图；
图2是本申请实施例提供的一种应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法的铯光泵磁力仪谱灯激励原理示意图；
图3是本申请实施例提供的一种应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法的铯光谱灯组件内部结构示意图；
图4是本申请实施例提供的一种应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法的铯光谱灯组件中转接板位置示意图；
图5是本申请实施例提供的一种应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法的铯光谱灯组件整体外观示意图；
图6是本申请实施例提供的一种应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法的铯光泵磁力仪系统的原理示意图；
图7是本申请实施例提供的一种应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励装置的装置示意图；
图8是本申请实施例提供的一种终端示意图。
附图标记
1 铯光谱灯泡
2 灯泡调节杆
3 激励线圈
4 灯室
5 灯室底座
6 屏蔽壳
7 屏蔽壳底座
8 转接板
9 无磁性电容
10 激励线圈与射频耦合线芯线的连接端
11 激励线圈与屏蔽壳底座的连接端
12 射频耦合线芯线过孔
13 射频耦合线地线接口
具体实施方式
以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的系统和方法的例子。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
请参见图1-6，为本申请实施例提供了一种应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法的流程示意图。如图1-6所示，本申请实施例的方法可以包括以下步骤：
铯光谱灯是量子探头的关键部件，铯光谱灯的设计需要实现最大光抽运效率；铯光谱灯是一种无极放电灯，可通过相应的谱灯激励电路(即射频振荡电路)产生一定功率的高频信号(即射频振荡信号)来激励铯光谱灯泡起辉，其输出光强的稳定性对光泵磁力仪指标有着直接影响。铯谱灯激励方式的稳定与否是决定铯光谱灯光强稳定性的重要因素。
为了满足铯光泵磁力仪在真空、高温、低温和小空间内等的环境下长时间正常工作的要求，铯光谱灯组件应具备发光稳定性好、功耗低、工作寿命长、结构紧凑和无磁性干扰等特点。本申请实施例提出的一种应用于高灵敏度铯光泵磁力仪的谱灯激励方法，是基于铯光泵磁力仪的工作机制设计出的一种铯光谱灯激励方法，具有可靠稳定性，能够保证更好的光抽运和光磁共振效果。
本申请实施例提供的一种应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法。激励源包含：射频振荡电路模块、反馈控制电路模块、铯光泵磁力仪光学系统、光电检测模块、射频耦合线、铯光谱灯泡、灯泡调节杆、激励线圈、灯室、灯室底座、转接板、屏蔽壳以及屏蔽壳底座等。所述射频振荡电路模块与反馈控制电路模块位于铯光泵磁力仪的电路系统结构中。
S100，射频振荡电路向铯光谱灯组件发送射频振荡信号。所述步骤S100包括：
电容三点式振荡电路向铯光谱灯组件发送正弦波振荡激励信号。
在本申请实施例中，射频振荡电路模块主要提供铯光谱灯组件维持发光的射频振荡信号。射频振荡电路模块内的射频振荡电路采用了电容三点式振荡方法：将高频大功率晶体管作为振荡源(即激励源)，并设置相应参数设计出电容三点式振荡电路，所述电容三点式振荡电路输出正弦波振荡激励信号；该电容三点式振荡方法不仅可以使得输出波形不失真，而且能够使得射频振荡电路快速起振，完全适用于铯光谱灯激励发光的应用。
将所述电容三点式振荡电路作为所述射频振荡电路、将所述正弦波振荡激励信号作为所述射频振荡信号。
在本申请实施例中，所述步骤S100即所述射频振荡电路向铯光谱灯组件发送射频振荡信号，包括：
射频振荡电路与铯光谱灯组件之间设置有射频耦合线；所述射频振荡电路通过所述射频耦合线向所述铯光谱灯组件发送所述射频振荡信号。
所述射频耦合线用于连接射频振荡电路与铯光谱灯组件。为了避免铯光泵磁力仪的电路系统对物理量子探头磁场的探测造成电磁干扰，本申请实施例的铯光泵磁力仪的电路系统部分与物理探头部分间隔3m以上，选用屏蔽性较好的材料制作了长度为3m左右的射频耦合线。
所述射频振荡电路输出的射频振荡信号的频率即射频耦合线输出的射频振荡信号的频率在70MHz～120MHz之间，所述射频振荡电路通过下述内容所述的无磁性电容的大小调节所述频率。
S200，所述铯光谱灯组件在所述射频振荡信号的激励下，发射抽运光。
在S200之前，即在所述铯光谱灯组件在所述射频振荡信号的激励下，发射抽运光之前，还包括：
如图3-5所示的铯光谱灯组件。铯光谱灯泡1的尾端为锥形结构，将铯光谱灯泡1的尾端插入带有螺纹的灯泡调节杆2的顶端沉孔内，并使用胶将其固定；将固定好的铯光谱灯泡1和灯泡调节杆2通过内嵌于灯室4的方式安装在灯室底座5上；激励线圈3通过祸合绕制的方法置于灯室4内部。本申请实施例可以通过旋转灯泡调节杆2来调节铯光谱灯泡1在灯室底座5上的位置，进而调节铯光谱灯泡1位于激励线圈3内的射频振荡激励信号场上的位置，便于铯光谱灯泡1能够更好地结合射频振荡信号，来保持铯光谱灯泡1的最佳发光模式。
在本申请实施例中，将所述铯光谱灯组件包含的铯光谱灯泡1作为铯光泵磁力仪的选态光源。所述铯光谱灯泡1的内部充有高纯度Cs单质和激发电位低、化学性质稳定的惰性启辉气体；所述惰性启辉气体用于降低起辉电压。将铯光谱灯泡1的结构设置为带有尾椎的球形、外径设置为8mm、材料选用抗碱性好的玻璃，可以有效地避免铯金属原子与玻璃含碱杂质发生化学反应，提高铯光谱灯泡的使用寿命。
在本申请实施例中，所述灯室4及灯室底座5均采用特氟龙材质。由于激励线圈3需要接收射频振荡电路输出的射频振荡信号，所以激励线圈3需要采用线芯直径为5mm、外径为1mm的镀银铜线绕制而成，激励线圈3的外部包覆有特氟龙材质的绝缘皮；激励线圈3通过绕制一定的线圈圈数构成合适的射频振荡激励信号场，用来激励铯光谱灯泡1正常起辉并保持输出的光强稳定。其中，所述线圈圈数对应于下述内容所述的射频振荡电路输出端LC谐振部分电感L的参数。
所述铯光谱灯组件内设置有铜屏蔽壳，所述铜屏蔽壳为纯铜材质制作的屏蔽壳6及屏蔽壳底座7，屏蔽壳6紧套于灯室4的外部，屏蔽壳底座7紧套于灯室底座5的外部，屏蔽壳6和屏蔽壳底座7能够屏蔽激励线圈3所产生的激励射频场，能够对灯室进行保温。屏蔽壳底座7还设置有射频耦合线芯线过孔12与射频耦合线地线接口13，用来固定焊接射频耦合线的地线。
所述铯光谱灯组件内设置有上述激励线圈、转接板和无磁性电容；所述激励线圈通过所述转接板上设置的所述无磁性电容连接所述射频耦合线。
在转接板8上设置一个封装合适的无磁性电容9。所述射频耦合线芯线通过屏蔽壳底座7上面的激励线圈与射频耦合线芯线的连接端10进入，所述射频耦合线芯线的一端连接至转接板8的输入端；所述转接板8通过其设置的无磁性电容9与激励线圈3的一端相连；所述激励线圈3的另一端通过激励线圈与屏蔽壳底座的连接端11连接至屏蔽壳底座7上面的射频耦合线地线接口13，进而实现了通过射频振荡电路、射频耦合线、无磁电容和激励线圈构成一个射频振荡激励信号回路，用于激励铯光谱灯泡1进行发光。所述铯光谱灯泡1为LC振荡电路的负载；所述射频振荡激励信号即为射频振荡信号。
因为射频振荡电路模块的输出端为LC振荡电路，激励线圈3距离振荡电路模块输出端的距离为3m。若电容C位于振荡电路模块内，会使得LC相距过远，造成LC谐振回路参数、有源器件参数和相角发生变化，从而影响振荡频率的稳定性。所以，为了使得射频振荡电路输出端的射频振荡信号的稳定，本申请实施例将电容C放置于转接板8上，所述电容C连接激励线圈3的一端，激励线圈3可视作电感L，用于保持LC振荡信号，使得LC振荡信号能够更好地通过射频耦合线进行传输，从而获得更稳定的正弦波振荡信号。所述电容C为无磁性电容9，能够避免电容对光泵磁力仪探头磁场测量时产生磁干扰。所述无磁性电容9的参数与电容C的参数相对应。
S300，光电检测模块内的光电检测器采集经铯光泵磁力仪光学系统处理后的所述抽运光的光强信号，并将所述光强信号对应的输出光检信号传输至反馈控制电路。
在步骤S300中，所述光电检测器采集经铯光泵磁力仪光学系统处理后的所述抽运光的光强信号，包括：
所述光电检测器利用物理探头内部安装光电池的方式，采集经所述铯光泵磁力仪光学系统处理后的所述抽运光的光强信号。在本申请实施例中，铯原子在铯光谱灯振荡线圈(即激励线圈)的激励下发出两条近红外光谱谱线(相当于所述抽运光的光强信号)，分别为波长为894.6nm的D1线和波长为852nm的D2线。铯光泵磁力仪光学系统中的干涉滤光片主要用于滤除铯光谱灯光源中铯原子自激发抽运光的D2线，使得波长为894.6nm的D1线通过；凸透镜主要用于将光源发出的光汇聚成平行光，并将所述平行光通过由线偏振片和四分之一波片组成的圆偏振片形成圆偏振光；最后圆偏振光透过铯原子气室再由凸透镜会聚到光电检测器上完成对泵浦光透射光强变化的检测。
因为射频振荡电路中的高频大功率晶体管的输出电流会随着外界温度的变化而变化，这就使得射频振荡激励电路(即射频振荡电路)的静态工作点发生变化，所以本申请实施例为了减小因环境温度变化对高频大功率晶体管性能的影响，增加了反馈控制电路，用于稳定射频振荡激励电路的直流工作点，以提高射频振荡电路模块的稳定性。
S400，所述反馈控制电路根据所述输出光检信号调节所述射频振荡电路发送的所述射频振荡信号。所述步骤S400包括：
所述反馈控制电路根据所述输出光检信号调节所述射频振荡电路的激励信号功率；所述射频振荡电路根据所述激励信号功率调节发送的所述射频振荡信号。此时，可再回到步骤S100通过射频振荡电路向铯光谱灯组件发送射频振荡信号。所述激励信号功率即为射频振荡信号功率。
在本申请实施例中，反馈控制电路模块中的反馈控制电路通过光电检测器的输出光检信号大小进行反馈控制，反馈控制电路根据所述输出光检信号自动调节射频振荡电路的高频大功率晶体供电电压，进而调节激励信号功率，从而实现灯电压切换功能，达到了稳定铯光谱灯泡光强的目的，降低了电路功耗，延长了铯光谱灯组件的使用寿命。
铯光泵磁力仪系统的原理示意图可以为如图6所示，所述铯光泵磁力仪系统主要由CS泵浦灯、干涉滤光片、偏振片、四分之一波片、CS原子气室、光电探测器、射频线圈、放大器、-90°移相器和凸透镜等组成。
其中，所述CS泵浦灯即为本申请实施例的铯光谱灯，光电探测器即为光电检测器，放大器即为反馈控制电路，-90°移相器即为射频振荡电路，射频线圈即为LC振荡电路，铯光泵磁力仪光学系统包括干涉滤光片、凸透镜、偏振片、四分之一波片和CS原子气室。
在本申请实施例中，射频振荡信号通过射频耦合线及转接板传输的方式，结合结构紧凑和屏蔽性较好的铯光谱灯组件以及高性能的射频振荡电路，有效地降低了射频振荡电路的激励信号功率；本申请能够从射频振荡激励电路的稳定性、低功耗性和可靠性等方面着手，结合铯谱灯组件的结构紧凑性及屏蔽性等特点，通过铯光谱灯的工作状态反馈控制射频振荡信号的输出，是一种具有功耗低、稳定性好和屏蔽性较好的激励方法，可保证铯光谱灯在短时间内的正常起辉、光强稳定且寿命可靠。不仅可以应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励领域，还可为其他光谱灯激励提供参考。
所述应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法。首先通过射频振荡电路向铯光谱灯组件发送射频振荡信号；所述铯光谱灯组件在所述射频振荡信号的激励下，发射抽运光；然后光电检测器采集经铯光泵磁力仪光学系统处理后的所述抽运光的光强信号，并将所述光强信号对应的输出光检信号传输至反馈控制电路；最后所述反馈控制电路根据所述输出光检信号调节所述射频振荡电路发送的所述射频振荡信号；再通过射频振荡电路向铯光谱灯组件发送射频振荡信号。本申请实施例激励源设置的反馈控制电路利用光电检测器的输出光检信号大小作为反馈的方式，自动调节射频振荡电路的激励信号功率，进而达到调节射频振荡信号的目的。不仅降低了电路功耗，而且延长了铯光谱灯组件的使用寿命。
下述为本发明装置实施例，可以用于执行本发明方法实施例。对于本发明装置实施例中未披露的细节，请参照本发明方法实施例。
请参见图7，其示出了本发明一个示例性实施例提供的一种应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励装置的结构示意图。该装置包括：信号发送模块10、信号激励模块20、信息传输模块30和调节模块40。
信号发送模块10，用于射频振荡电路向铯光谱灯组件发送射频振荡信号；
信号激励模块20，用于所述铯光谱灯组件在所述射频振荡信号的激励下，发射抽运光；
信息传输模块30，用于光电检测器采集经铯光泵磁力仪光学系统处理后的所述抽运光的光强信号，并将所述光强信号对应的输出光检信号传输至反馈控制电路；
调节模块40，用于所述反馈控制电路根据所述输出光检信号调节所述射频振荡电路发送的所述射频振荡信号。
需要说明的是，上述实施例提供的应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励装置在执行应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励装置与应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法实施例属于同一构思，其体现实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
所述应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励装置。首先通过射频振荡电路向铯光谱灯组件发送射频振荡信号；所述铯光谱灯组件在所述射频振荡信号的激励下，发射抽运光；然后光电检测器采集经铯光泵磁力仪光学系统处理后的所述抽运光的光强信号，开将所述光强信号对应的输出光检信号传输至反馈控制电路；最后所述反馈控制电路根据所述输出光检信号调节所述射频振荡电路发送的所述射频振荡信号；再通过射频振荡电路向铯光谱灯组件发送射频振荡信号。本申请实施例激励源设置的反馈控制电路利用光电检测器的输出光检信号大小作为反馈的方式，自动调节射频振荡电路的激励信号功率，进而达到调节射频振荡信号的目的。不仅降低了电路功耗，而且延长了铯光谱灯组件的使用寿命。
本发明还提供一种计算机可读介质，其上存储有程序指令，该程序指令被处理器执行时实现上述各个方法实施例提供的应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法。
本发明还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各个方法实施例的应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法。
请参见图8，为本申请实施例提供了一种终端的结构示意图。如图8所示，终端1000可以包括：至少一个处理器1001，至少一个网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，至少一个通信总线1002。
其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。
其中，用户接口1003可以包括显示屏(Di splay)、摄像头(Camera)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。
其中，网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。
其中，处理器1001可以包括一个或者多个处理核心。处理器1001利用各种借口和线路连接整个电子设备1000内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器1005内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器1005内的数据，执行电子设备1000的各种功能和处理数据。可选的，处理器1001可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable Logic Array，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器1001可集成中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、图像处理器(Graphics Processing Unit，GPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，CPU主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到处理器1001中，单独通过一块芯片进行实现。
其中，存储器1005可以包括随机存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括只读存储器(Read-Only Memory)。可选的，该存储器1005包括非瞬时性计算机可读介质(non-transitory computer-readable storage medium)。存储器1005可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器1005可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现上述各个方法实施例的指令等；存储数据区可存储上面各个方法实施例中涉及到的数据等。存储器1005可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器1001的存储装置。如图8所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励应用程序。
在图8所示的终端1000中，用户接口1003主要用于为用户提供输入的接口，获取用户输入的数据；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励应用程序，并具体执行以下操作：
射频振荡电路向铯光谱灯组件发送射频振荡信号；
所述铯光谱灯组件在所述射频振荡信号的激励下，发射抽运光；
光电检测器采集经铯光泵磁力仪光学系统处理后的所述抽运光的光强信号，并将所述光强信号对应的输出光检信号传输至反馈控制电路；
所述反馈控制电路根据所述输出光检信号调节所述射频振荡电路发送的所述射频振荡信号。
在一个实施例中，处理器1001在执行所述射频振荡电路向铯光谱灯组件发送射频振荡信号时，具体执行以下操作：
电容三点式振荡电路向铯光谱灯组件发送正弦波振荡激励信号；
将所述电容三点式振荡电路作为所述射频振荡电路、将所述正弦波振荡激励信号作为所述射频振荡信号。
在一个实施例中，处理器1001在执行所述射频振荡电路向铯光谱灯组件发送射频振荡信号时，具体执行以下操作：
射频振荡电路与铯光谱灯组件之间设置有射频耦合线；
所述射频振荡电路通过所述射频耦合线向所述铯光谱灯组件发送所述射频振荡信号。
在一个实施例中，处理器1001在执行所述铯光谱灯组件在所述射频振荡信号的激励下，发射抽运光之前，具体执行以下操作：
所述铯光谱灯组件内设置有转接板、无磁性电容、激励线圈和铜屏蔽壳；
所述激励线圈通过所述转接板上设置的所述无磁性电容连接所述射频耦合线；
所述铜屏蔽壳屏蔽所述激励线圈产生的激励射频场。
在一个实施例中，处理器1001在执行所述光电检测器采集经铯光泵磁力仪光学系统处理后的所述抽运光的光强信号时，具体执行以下操作：
所述光电检测器利用物理探头内部安装光电池的方式，采集经所述铯光泵磁力仪光学系统处理后的所述抽运光的光强信号。
在一个实施例中，处理器1001在执行所述反馈控制电路根据所述输出光检信号调节所述射频振荡电路发送的所述射频振荡信号时，具体执行以下操作：
所述反馈控制电路根据所述输出光检信号调节所述射频振荡电路的激励信号功率；
所述射频振荡电路根据所述激励信号功率调节发送的所述射频振荡信号。
所述应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法。首先通过射频振荡电路向铯光谱灯组件发送射频振荡信号；所述铯光谱灯组件在所述射频振荡信号的激励下，发射抽运光；然后光电检测器采集经铯光泵磁力仪光学系统处理后的所述抽运光的光强信号，并将所述光强信号对应的输出光检信号传输至反馈控制电路；最后所述反馈控制电路根据所述输出光检信号调节所述射频振荡电路发送的所述射频振荡信号；再通过射频振荡电路向铯光谱灯组件发送射频振荡信号。本申请实施例激励源设置的反馈控制电路利用光电检测器的输出光检信号大小作为反馈的方式，自动调节射频振荡电路的激励信号功率，进而达到调节射频振荡信号的目的。不仅降低了电路功耗，而且延长了铯光谱灯组件的使用寿命。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属本申请所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法，其特征在于，包括以下步骤：
射频振荡电路向铯光谱灯组件发送射频振荡信号；
所述铯光谱灯组件在所述射频振荡信号的激励下，发射抽运光；
光电检测器采集经铯光泵磁力仪光学系统处理后的所述抽运光的光强信号，并将所述光强信号对应的输出光检信号传输至反馈控制电路；
所述反馈控制电路根据所述输出光检信号调节所述射频振荡电路发送的所述射频振荡信号。
2.根据权利要求1所述的谱灯激励方法，其特征在于，所述射频振荡电路向铯光谱灯组件发送射频振荡信号，包括：
电容三点式振荡电路向铯光谱灯组件发送正弦波振荡激励信号；
将所述电容三点式振荡电路作为所述射频振荡电路、将所述正弦波振荡激励信号作为所述射频振荡信号。
3.根据权利要求1所述的谱灯激励方法，其特征在于，所述射频振荡电路向铯光谱灯组件发送射频振荡信号，包括：
射频振荡电路与铯光谱灯组件之间设置有射频耦合线；
所述射频振荡电路通过所述射频耦合线向所述铯光谱灯组件发送所述射频振荡信号。
4.根据权利要求3所述的谱灯激励方法，其特征在于，在所述铯光谱灯组件在所述射频振荡信号的激励下，发射抽运光之前，还包括：
所述铯光谱灯组件内设置有转接板、无磁性电容和激励线圈；
所述激励线圈通过所述转接板上设置的所述无磁性电容连接所述射频耦合线。
5.根据权利要求4所述的谱灯激励方法，其特征在于，所述铯光谱灯组件内设置有铜屏蔽壳，所述铜屏蔽壳屏蔽所述激励线圈产生的激励射频场。
6.根据权利要求1所述的谱灯激励方法，其特征在于，所述光电检测器采集经铯光泵磁力仪光学系统处理后的所述抽运光的光强信号，包括：
所述光电检测器利用物理探头内部安装光电池的方式，采集经所述铯光泵磁力仪光学系统处理后的所述抽运光的光强信号。
7.根据权利要求1所述的谱灯激励方法，其特征在于，所述反馈控制电路根据所述输出光检信号调节所述射频振荡电路发送的所述射频振荡信号，包括：
所述反馈控制电路根据所述输出光检信号调节所述射频振荡电路的激励信号功率；
所述射频振荡电路根据所述激励信号功率调节发送的所述射频振荡信号。
8.一种应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励装置，其特征在于，包括：
信号发送模块，用于射频振荡电路向铯光谱灯组件发送射频振荡信号；
信号激励模块，用于所述铯光谱灯组件在所述射频振荡信号的激励下，发射抽运光；
信息传输模块，用于光电检测器采集经铯光泵磁力仪光学系统处理后的所述抽运光的光强信号，并将所述光强信号对应的输出光检信号传输至反馈控制电路；
调节模块，用于所述反馈控制电路根据所述输出光检信号调节所述射频振荡电路发送的所述射频振荡信号。
9.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行如权利要求1-7任意一项的方法步骤。
10.一种终端，其特征在于，包括：处理器和存储器；其中，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序适于由所述处理器加载并执行如权利要求1-7任意一项的方法步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310786110.4A CN116847497A (zh) | 2023-06-29 | 2023-06-29 | 一种应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法、装置、介质及终端 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310786110.4A CN116847497A (zh) | 2023-06-29 | 2023-06-29 | 一种应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法、装置、介质及终端 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116847497A true CN116847497A (zh) | 2023-10-03 |
Family
ID=88166378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310786110.4A Pending CN116847497A (zh) | 2023-06-29 | 2023-06-29 | 一种应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法、装置、介质及终端 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116847497A (zh) |
-
2023
- 2023-06-29 CN CN202310786110.4A patent/CN116847497A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1307899B1 (en) | Plasma lamp with dielectric waveguide | |
| CN203119878U (zh) | 一种原子频标物理系统 | |
| US8179047B2 (en) | Method and system for adjusting the frequency of a resonator assembly for a plasma lamp | |
| WO2001009974A1 (en) | Subminiature microwave cavity | |
| US9236238B2 (en) | Electrodeless lamps with coaxial type resonators/waveguides and grounded coupling elements | |
| EP0447852A2 (en) | Luminaire for an electrodeless high intensity discharge lamp with electromagnetic interference shielding | |
| CN108667454A (zh) | 一种高均匀度低温度系数腔泡系统 | |
| CN116847497A (zh) | 一种应用于铯光泵磁力仪的谱灯激励方法、装置、介质及终端 | |
| US6774581B2 (en) | Electrodeless lamp system | |
| JP3202910B2 (ja) | マイクロ波放電ランプ | |
| JP3671087B2 (ja) | 減少させた磁気干渉を有する放電光源 | |
| CN104198967A (zh) | 一种紧凑型铯光泵磁力仪的光系组件装置 | |
| US5136261A (en) | Saturated absorption double resonance system and apparatus | |
| CN105846820A (zh) | 一种用于铷原子频标的伪双泡装置 | |
| US10707637B2 (en) | CW maser with electromagnetic resonant circuit | |
| US8421325B2 (en) | More efficient electrodeless plasma lamp with increased overall capacitance through the use of multiple dielectric and insulating materials | |
| JP3910978B2 (ja) | 原子発振器のｔｅ０１１共振モードマイクロ波空洞共振装置 | |
| JP2000182569A (ja) | 無電極放電灯装置 | |
| CN110260200B (zh) | 用于小型化铷原子频标的开放式一体化小型铷光谱灯 | |
| JP2004355980A (ja) | マイクロ波放電ランプ装置 | |
| CN217385797U (zh) | 原子磁强计和弱磁测量系统 | |
| JP2009181771A (ja) | 光源装置、光源装置の発光制御方法、およびプロジェクタ | |
| Wang et al. | The effect of RF excitation frequency on the spectrum characteristics of rubidium electrodeless lamp | |
| Zhang et al. | Driver circuit with high-voltage pulse and high-frequency excitation for the cell of optically pumped sensors | |
| JPH04357661A (ja) | 光源 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |