一種調(diào)整cpt原子頻率標(biāo)準(zhǔn)的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及原子頻率標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域，尤其涉及一種調(diào)整CPT原子頻標(biāo)的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 原子鐘通過(guò)利用原子共振頻率標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)計(jì)算以及保持時(shí)間的準(zhǔn)確，是已知的最準(zhǔn) 確的時(shí)間測(cè)量和頻率標(biāo)準(zhǔn)，也是國(guó)際時(shí)間和頻率轉(zhuǎn)換的基準(zhǔn)，在通訊、測(cè)量、導(dǎo)航等領(lǐng)域擁 有廣泛應(yīng)用前景。
[0003] 其中，由于利用相干布居囚禁（Coherent Population Trapping)CPT原理實(shí)現(xiàn)的 原子鐘，相對(duì)于傳統(tǒng)原子鐘省卻了諧振腔，所以具有體積小、功耗低、啟動(dòng)快等優(yōu)點(diǎn)，使得 CPT原子鐘更方便、更容易應(yīng)用在各需要精確定時(shí)或者精確頻率標(biāo)準(zhǔn)的領(lǐng)域。
[0004] 現(xiàn)有CPT原子鐘，由于其頻率準(zhǔn)確度為5E-9,而只能作為二級(jí)頻率標(biāo)準(zhǔn)，并且現(xiàn)有 CPT原子鐘在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間工作后，其輸出的頻率會(huì)出現(xiàn)偏移（即，長(zhǎng)期頻率漂移），導(dǎo)致CPT原 子鐘的頻率準(zhǔn)確度出現(xiàn)下降。所以現(xiàn)有CPT原子鐘無(wú)法應(yīng)用在對(duì)頻率準(zhǔn)確度要求相對(duì)較高 的領(lǐng)域中，于是，如何提高CPT原子鐘的頻率準(zhǔn)確度，并提高CPT原子鐘長(zhǎng)期的頻率穩(wěn)定度便 成為了現(xiàn)階段亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種調(diào)整CPT原子頻率標(biāo)準(zhǔn)的方法及裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù) 中CPT原子頻標(biāo)的頻率準(zhǔn)確度低，CPT原子頻標(biāo)的長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定度低的問(wèn)題。
[0006] 本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種調(diào)整CPT原子頻率標(biāo)準(zhǔn)的方法，包括：
[0007] CPT原子鐘接收衛(wèi)星的定時(shí)信息；
[0008] 根據(jù)所述定時(shí)信息，獲得第一定時(shí)信號(hào)；
[0009] 所述CPT原子鐘確定自身的第二定時(shí)信號(hào)；
[0010] 根據(jù)所述第一定時(shí)信號(hào)以及所述第二定時(shí)信號(hào)，獲取所述CPT原子鐘的頻率偏差；
[0011] 所述CPT原子鐘根據(jù)所述頻率偏差，以及自身的時(shí)鐘模型，調(diào)整所述CPT原子鐘中 吸收泡的磁場(chǎng)線圈的輸入電流，使所述吸收泡內(nèi)的原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)的頻率產(chǎn)生 相應(yīng)變化；
[0012] 根據(jù)所述兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)的頻率變化，通過(guò)所述自適應(yīng)調(diào)節(jié)環(huán)路調(diào)整所述CPT原 子鐘輸出的CPT原子頻率標(biāo)準(zhǔn)；
[0013] 判斷調(diào)整后的CPT原子鐘的頻率偏差，是否滿足預(yù)設(shè)條件；
[0014] 若滿足，則不再調(diào)整所述CPT原子鐘中吸收泡的磁場(chǎng)線圈的輸入電流；
[0015] 若不滿足，則根據(jù)調(diào)整后的CPT原子鐘的頻率偏差，以及所述時(shí)鐘模型，繼續(xù)調(diào)整 所述磁場(chǎng)線圈的輸入電流，直到CPT原子鐘的頻率偏差滿足預(yù)設(shè)的條件為止。
[0016] 本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種調(diào)整CPT原子頻率標(biāo)準(zhǔn)的裝置，包括：自適應(yīng)調(diào)節(jié)環(huán)路、 控制芯片、吸收泡，以及纏繞在吸收泡上的磁場(chǎng)線圈，其中：
[0017] 控制芯片，用于接收衛(wèi)星的定時(shí)信息，根據(jù)所述定時(shí)信息，獲得第一定時(shí)信號(hào)，確 定所述裝置的第二定時(shí)信號(hào)，根據(jù)所述第一定時(shí)信號(hào)以及所述第二定時(shí)信號(hào)，獲取所述CPT 原子鐘的頻率偏差，根據(jù)所述頻率偏差，以及自身的時(shí)鐘模型，調(diào)整所述吸收泡的磁場(chǎng)線圈 的輸入電流，使所述吸收泡內(nèi)的原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)的頻率產(chǎn)生相應(yīng)變化；
[0018] 自適應(yīng)調(diào)節(jié)環(huán)路，用于根據(jù)所述兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)的頻率變化，調(diào)整所述裝置輸出 的CPT原子頻率標(biāo)準(zhǔn)，使所述控制芯片判斷調(diào)整后輸出的CPT原子頻率標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的頻率偏 差，是否滿足預(yù)設(shè)條件；
[0019] 若滿足，則所述控制芯片不再調(diào)整所述CPT原子鐘中吸收泡的磁場(chǎng)線圈的輸入電 流；
[0020] 若不滿足，則所述控制芯片根據(jù)調(diào)整后的CPT原子鐘的頻率偏差，以及所述時(shí)鐘模 型，繼續(xù)調(diào)整所述磁場(chǎng)線圈的輸入電流，直到所述裝置的頻率偏差滿足預(yù)設(shè)的條件為止。
[0021] 本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種調(diào)整CPT原子頻率標(biāo)準(zhǔn)的方法及裝置，通過(guò)接收衛(wèi)星的定 時(shí)信息，獲得第一定時(shí)信息，并與CPT原子鐘自身的第二定時(shí)信息進(jìn)行對(duì)比，確定CPT原子鐘 的頻率偏差，即CPT原子鐘輸出的頻率的偏差。之后根據(jù)該頻率偏差，相應(yīng)調(diào)整CPT原子鐘內(nèi) 吸收泡的磁場(chǎng)線圈的輸入電流，使CPT原子鐘輸出調(diào)整后的CPT原子頻率標(biāo)準(zhǔn)。其中，當(dāng)該頻 率偏差不滿足預(yù)設(shè)的條件時(shí)，繼續(xù)調(diào)整所述磁場(chǎng)線圈的輸入電流，直到CPT原子鐘的頻率偏 差滿足預(yù)設(shè)的條件為止。由于衛(wèi)星的定時(shí)信息的準(zhǔn)確度很高，1脈沖秒（lPulse Per Second，1PPS)定時(shí)信息的授時(shí)精度可達(dá)到20ns，所以根據(jù)衛(wèi)星的定時(shí)信息來(lái)調(diào)整CPT原子 鐘輸出的CPT原子頻率標(biāo)準(zhǔn)，可以有效地提高CPT原子鐘輸出頻率的準(zhǔn)確度，并且由于調(diào)整 是可以隨時(shí)進(jìn)行的，所以CPT原子頻標(biāo)的長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定度也可以得到保障。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本申 請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0023] 圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種調(diào)整CPT原子頻率標(biāo)準(zhǔn)的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種調(diào)整CPT原子頻率標(biāo)準(zhǔn)的裝置結(jié)構(gòu)的詳細(xì)示意圖；
[0025] 圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種調(diào)整CPT原子頻率標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 本申請(qǐng)中通過(guò)接收衛(wèi)星的第一定時(shí)信息，并以此為調(diào)整CPT原子鐘輸出頻率的依 據(jù)，通過(guò)不斷調(diào)整CPT原子鐘輸出頻率對(duì)應(yīng)的第二定時(shí)信息與該衛(wèi)星的第一定時(shí)信息的時(shí) 間相位差（即，頻率差)直到滿足預(yù)設(shè)條件，使CPT原子鐘輸出的頻率標(biāo)準(zhǔn)接近于衛(wèi)星的第一 定時(shí)信息對(duì)應(yīng)的頻率。通過(guò)本申請(qǐng)?zhí)峁┑姆椒?，CPT原子鐘可以利用衛(wèi)星定時(shí)信息來(lái)優(yōu)化自 身輸出的頻率，并且由于CPT原子鐘只要能夠接收到衛(wèi)星的定時(shí)信息，便可以優(yōu)化調(diào)整自身 的輸出頻率，所以可以長(zhǎng)期保持輸出的CPT原子頻標(biāo)的穩(wěn)定度。
[0027] 為使本申請(qǐng)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本申請(qǐng)具體實(shí)施例及 相應(yīng)的附圖對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅是本申請(qǐng)一 部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做 出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
[0028] 圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種調(diào)整CPT原子頻率標(biāo)準(zhǔn)的裝置結(jié)構(gòu)示意圖，包括：
[0029] 自適應(yīng)調(diào)節(jié)環(huán)路101、控制芯片102、吸收泡103,以及纏繞在吸收泡上的磁場(chǎng)線圈 104〇
[0030] 自適應(yīng)調(diào)節(jié)環(huán)路101，用于根據(jù)所述兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)的頻率變化，調(diào)整所述裝置輸 出的CPT原子頻率標(biāo)準(zhǔn)，使所述控制芯片102判斷調(diào)整后輸出的CPT原子頻率標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的頻 率偏差，是否滿足預(yù)設(shè)條件；
[0031] 若滿足，則所述控制芯片102不再調(diào)整吸收泡103的磁場(chǎng)線圈104的輸入電流；
[0032] 若不滿足，則所述控制芯片102根據(jù)調(diào)整后輸出的CPT原子頻率標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的頻率偏 差，以及所述時(shí)鐘模型，繼續(xù)調(diào)整所述磁場(chǎng)線圈的輸入電流，直到所述裝置輸出的CPT原子 頻率標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的頻率偏差滿足預(yù)設(shè)的條件為止。
[0033]控制芯片102,用于接收衛(wèi)星的定時(shí)信息，根據(jù)所述定