原子譜線檢測系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及原子譜線領(lǐng)域，特別涉及一種原子譜線檢測系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了研究原子譜線，我們通常采用原子譜線檢測系統(tǒng)來進(jìn)行原子譜線的檢測。原子譜線檢測系統(tǒng)通常包括裝有待測原子的集成濾光共振泡，照射集成濾光共振泡的光源，為集成濾光共振泡提供磁場的C場模塊，向集成濾光共振泡輸出探測信號的信號源，檢測經(jīng)過集成濾光共振泡的光信號產(chǎn)生光電檢測信號的光電探測模塊，擬合探測信號和光電檢測信號產(chǎn)生原子譜線的處理模塊。
[0003]研究表明，原子譜線檢測系統(tǒng)中當(dāng)輸至集成濾光共振泡的探測信號的功率變化時，會對檢測到的原子譜線產(chǎn)生影響，從而使檢測到的原子譜線不準(zhǔn)確。因此，如何消除探測信號的功率對原子譜線檢測的影響，是在進(jìn)行原子譜線檢測時一個十分重要的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明實施例提供了一種原子譜線檢測系統(tǒng)及其控制方法。所述技術(shù)方案如下:
[0005]第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種原子譜線檢測系統(tǒng)，包括:裝有待測原子的集成濾光共振泡，照射所述集成濾光共振泡的光源，為所述集成濾光共振泡提供磁場的C場模塊，向所述集成濾光共振泡輸出掃頻探測信號的信號源，檢測經(jīng)過所述集成濾光共振泡的光信號產(chǎn)生光電檢測信號的光電探測模塊，擬合所述掃頻探測信號和所述光電檢測信號產(chǎn)生原子譜線的處理模塊，所述C場模塊包括線圈和以及與所述線圈相連的恒流源；
[0006]所述原子譜線檢測系統(tǒng)還包括:
[0007]功率控制模塊，用于控制所述信號源的輸出功率；
[0008]電流控制模塊，用于控制所述恒流源的輸出電流，以控制所述磁場大小；
[0009]分析模塊，用于使能所述功率控制模塊在多個周期內(nèi)分別控制所述信號源輸出功率不同，且每個周期內(nèi)所述信號源的輸出功率恒定;使能所述電流控制模塊在多個子周期內(nèi)分別控制所述恒流源輸出電流不同，且每個子周期內(nèi)所述恒流源的輸出電流恒定，所述每個周期包括所述多個子周期；
[0010]分別根據(jù)所述每個子周期內(nèi)的所述光電檢測信號得到中心頻率;將所述每個周期內(nèi)所述恒流源的輸出電流與所述中心頻率擬合成一條直線;確定所述多個周期的直線交點對應(yīng)的電流值10;
[0011]所述電流控制模塊，還用于在進(jìn)行所述原子譜線檢測時，控制所述恒流源的輸出電流為10。
[0012]在本發(fā)明實施例的一種實現(xiàn)方式中，所述處理模塊包括:調(diào)制單元，用于產(chǎn)生同頻同相的調(diào)制信號和參考信號，并分別輸出至所述信號源和所述分析模塊；
[0013]所述分析模塊包括:同步鑒相單元，用于對所述光電檢測信號和所述參考信號進(jìn)行同步鑒相，并根據(jù)同步鑒相的結(jié)果確定所述中心頻率。
[0014]在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述系統(tǒng)還包括:
[0015]功率探測模塊，用于在進(jìn)行所述原子譜線檢測時，檢測所述信號源的輸出功率，將檢測的輸出功率輸出至所述功率控制模塊；
[0016]所述功率控制模塊，還用于根據(jù)所述檢測的輸出功率對所述信號源進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使所述信號源輸出功率恒定。
[0017]在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述集成濾光共振泡中未充保護(hù)氣體。
[0018]在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述處理模塊和所述分析模塊為同一個中央處理器。
[0019]在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述光源為光譜燈。
[0020]在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述光電探測模塊為光電池。
[0021]第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種原子譜線檢測系統(tǒng)控制方法，應(yīng)用于第一方面的原子譜線檢測系統(tǒng)，所述方法包括:
[0022]使能所述功率控制模塊在多個周期內(nèi)分別控制所述信號源輸出功率不同，且每個周期內(nèi)所述信號源的輸出功率恒定；
[0023]使能所述電流控制模塊在多個子周期內(nèi)分別控制所述恒流源輸出電流不同，且每個子周期內(nèi)所述恒流源的輸出電流恒定，所述每個周期包括所述多個子周期；
[0024]分別根據(jù)所述每個子周期內(nèi)的所述光電檢測信號得到中心頻率；
[0025]將所述每個周期內(nèi)所述恒流源的輸出電流與所述中心頻率擬合成一條直線；
[0026]確定所述多個周期的直線交點對應(yīng)的電流值10;
[0027]在進(jìn)行所述原子譜線檢測時，控制所述恒流源的輸出電流為10。
[0028]在本發(fā)明實施例的一種實現(xiàn)方式中，所述分別根據(jù)所述每個子周期內(nèi)的所述光電檢測信號得到中心頻率，包括:
[0029]產(chǎn)生同頻同相的調(diào)制信號和參考信號，并分別輸出至所述信號源和所述分析模塊；
[0030]對所述光電檢測信號和所述參考信號進(jìn)行同步鑒相，并根據(jù)同步鑒相的結(jié)果確定所述中心頻率。
[0031 ]在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述方法還包括:
[0032]在進(jìn)行所述原子譜線檢測時，檢測所述信號源的輸出功率，將檢測的輸出功率輸出至所述功率控制模塊；
[0033]根據(jù)所述檢測的輸出功率對所述信號源進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使所述信號源輸出功率恒定。
[0034]本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
[0035]在本發(fā)明實施例中，在多個周期內(nèi)分別控制信號源輸出不同功率，且每個周期內(nèi)信號源的輸出功率恒定，同時在多個子周期內(nèi)控制恒流源輸出不同電流，且每個子周期內(nèi)恒流源的輸出電流恒定，每個周期包括多個子周期;然后，分別根據(jù)每個子周期內(nèi)的光電檢測信號得到中心頻率;將每個周期內(nèi)所述恒流源的輸出電流與所述中心頻率擬合成一條直線；確定多個周期的直線交點對應(yīng)的電流值10;上述過程擬合出的每條直線均是在同樣的功率下產(chǎn)生的，因此每條直線表示的是，在一定功率下，恒流源電流和中心頻率的關(guān)系，而多條直線交點，說明的則是，在該點出電流值1無論在何種功率下均對應(yīng)一個中心頻率，也就是說，在該電流值1處，功率變化對中心頻率的影響最小;所以在進(jìn)行原子譜線檢測時，控制恒流源的輸出電流為10，消除了探測信號的功率對原子譜線檢測的影響。
【附圖說明】
[0036]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0037]圖1是本發(fā)明實施例提供的原子譜線檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖2是本發(fā)明實施例提供的直線交點示意圖；
[0039]圖3是本發(fā)明實施例提供的原子譜線檢測系統(tǒng)控制方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0040]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0041]圖1是本發(fā)明實施例提供的一種原子譜線檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，參見圖1，原子譜線檢測系統(tǒng)包括:裝有待測原子的集成濾光共振泡101，照射集成濾光共振泡101的光源102，為集成濾光共振泡101提供磁場的C場模塊103，向集成濾光共振泡101輸出掃頻探測信號的信號源104，檢測經(jīng)過集成濾光共振泡101的光信號產(chǎn)生光電檢測信號的光電探測模塊105，擬合掃頻探測信號和光電檢測信號產(chǎn)生原子譜線的處理模塊106，處理模塊106分別與信號源104及光電探測模塊105電連接，C場模塊103包括線圈1031和以及與線圈1031相連的恒流源1032;
[0042]功率控制模塊107，用于控制信號源104的輸出功率，功率控制模塊107與信號源104電連接；
[0043]電流控制模塊108，用于控制恒流源1032的輸出電流，以控制磁場大小，電流控制模塊108與恒流源1032電連接；
[0044]分析模塊109，用于使能功率控制模塊107在多個周期內(nèi)分別控制信號源104輸出功率不同，且每個周期內(nèi)信號源104的輸出功率恒定;使能電流控制模塊108在多個子周期內(nèi)分別控制恒流源1032輸出電流不同，且每個子周期內(nèi)恒流源1032的輸出電流恒定，每個周期包括多個子周期；
[0045]分別根據(jù)每個子周期內(nèi)的光電檢測信號得到中心頻率;將每個周期內(nèi)恒流源1032的輸出電流與中心頻率擬合成一條直線;確定多個周期的直線交點對應(yīng)的電流值10;
[0046]電流控制模塊108，還用于在進(jìn)行原子譜線檢測時，控制恒流源1032的輸出電流為10。
[0047]分析模塊109分別與功率控制模塊107、電流控制模塊108、光電探測模塊105、信號源104和處理模塊106電連接。
[0048]在本發(fā)明實施例中，在多個周期內(nèi)分別控制信號源輸出不同功率，且每個周期內(nèi)信號源的輸出功率恒定，同時在多個子周期內(nèi)控制恒流源輸出不同電流，且每個子周期內(nèi)恒流源的輸出電流恒定，每個周期包括多個子周期;然后，分別根據(jù)每個子周期內(nèi)的光電檢測信號得到中心頻率;將每個周期內(nèi)所述恒流源的輸出電流與所述中心頻率擬合成一條直線；確定多個周期的直線交點對應(yīng)的電流值10;上述過程擬合出的每條直線均是在同樣的功率下產(chǎn)生的，因此每條直線表示的是，在一定功率下，恒流源電流和中心頻率的關(guān)系，而多條直線交點，說明的則是，在該點出電流值1無論在何種功率下均對應(yīng)一個中心頻率，也就是說，在該電流值1處，功率變化對中心頻率的影響最小;所以在進(jìn)行原子譜線檢測時，控制恒流源的輸出電流為10，消除了探測信號的功率對原子譜線檢測的影響。
[0049]在一種可能的實現(xiàn)方式中，處理模塊106包括:調(diào)制單元，用于產(chǎn)生同頻同相的調(diào)制信號和參考信號，并分別輸出至信號源104和分析模塊109;
[0050]分析模塊109包括:同步鑒相單元，用于對光電檢測信號和參考信號進(jìn)行同步