一種CPT原子鐘物理部分線寬測試系統及方法與流程

本發明涉及cpt原子鐘領域，特別是一種cpt原子鐘物理部分線寬測試系統及方法。

背景技術：

1、cpt原子鐘是一種微型原子鐘，由于不需要傳統原子鐘的微波腔，cpt原子鐘的體積、功耗從理論上來說可以做到很小，能夠達到真正意義上的“芯片級”體積和功耗標準，這一特點使原子鐘的廣泛推廣應用和芯片級原子鐘產品成為可能。因此在小型化原子鐘領域cpt原子鐘技術倍受關注。

2、cpt原子鐘物理部分的線寬是影響整機性能指標的主要參數之一。目前國內廠商能夠進行多種類型的cpt原子鐘物理部分的規模化生產，而各種類型的物理部分其線寬存在差異，同一種類型、不同批次生產的物理部分線寬數據同樣也不相同。待后續物理部分裝入原子鐘整機后，整機表現出來的性能受其影響也會相應的出現批次性差異，因此有必要設計一種能夠對各種類型物理部分線寬進行測試的方法及裝置，以便對cpt原子鐘物理部分進行測試，從而促進各型物理部分以及cpt原子鐘整機產品的研制生產效率。

技術實現思路

1、本發明提供了一種cpt原子鐘物理部分線寬測試系統及方法，用于對cpt原子鐘物理部分進行測試，從而促進各型物理部分以及cpt原子鐘整機產品的研制生產效率。

2、第一方面，提供了一種cpt原子鐘物理部分線寬測試系統，包括：上位機、線寬測試裝置電路板、程控頻率計數器及信號連接線；所述上位機、線寬測試裝置電路板和程控頻率計數器之間通過信號連接線連接；所述線寬測試裝置電路板包括：mcu控制器，激光器、微波信號源，10mhz晶振，cpt原子鐘物理部分；

3、所述上位機用于通過上位機顯控軟件顯示、設置并保存各種工作數據；所述線寬測試裝置電路板，用于進行cpt原子鐘物理部分線寬的頻率測試；所述程控頻率計數器用于讀取并輸出所述線寬測試裝置電路板輸出的頻率數據。

4、在一種實施方式中，所述mcu控制器用于對cpt原子鐘物理部分的工作狀態進行控制；以及對所述激光器進行伺服控制；以及對10mhz晶振進行頻率掃描控制；以及接收cpt原子鐘物理部分的光檢信號。

5、在一種實施方式中，所述cpt原子鐘物理部分結構形式不同，針對不同的接口形式的cpt原子鐘物理部分使用不同的連接適配區，接入并固定在線寬測試裝置上。

6、在一種實施方式中，所述上位機顯控軟件具體用于在cpt信號掃描過程中對mcu控制器發送的顯控數據進行計算和保存，并結合程控頻率計數器輸出頻率數據，以及微波環路的參數設置，經計算得到當前被測cpt原子鐘物理部分的線寬值。

7、在一種實施方式中，所述cpt原子鐘物理部分工作需要的c場線圈和磁屏蔽盒體可根據實際需要選擇是否使用。

8、第二方面，提供了一種cpt原子鐘物理部分線寬測試方法，所述方法應用于上述的系統，包括：

9、cpt原子鐘物理部分連接固定、使用工作參數設定完成后，將對應的工作參數下載至線寬測試裝置的mcu控制器上，啟動測試流程；

10、在激光器和物理部分工作狀態達到穩定后，進行微波信號掃描，出現cpt現象后，上位機中顯控軟件對顯示記錄的數據進行計算，并結合對程控頻率計數器輸出頻率數據的讀取記錄，以及微波環路的參數設置，進而測得當前被測cpt原子鐘物理部分的線寬數據。

11、在一種實施方式中，在cpt原子鐘物理部分連接固定、使用工作參數設定完成之前，還包括：針對不同的接口形式的cpt原子鐘物理部分使用不同的連接適配區，接入并固定在線寬測試裝置上；通過上位機中的上位機顯控軟件對不同類型cpt原子鐘物理部分的參數進行設置調整，并形成對應的物理部分參數模版進行保存。

12、在一種實施方式中，所述不同類型物理部分的參數包括：溫控參數、c場電流、注入微波信號功率。

13、在一種實施方式中，在激光器和物理部分工作狀態達到穩定之前，還包括：mcu控制器對cpt原子鐘物理部分、微波信號、激光器進行配置和伺服控制。

14、在一種實施方式中，所述cpt原子鐘物理部分工作需要的c場線圈和磁屏蔽盒體可根據實際需要選擇是否使用。

15、本發明實施例提供的一種cpt原子鐘物理部分線寬測試系統及方法，所述系統包括：上位機、線寬測試裝置電路板、程控頻率計數器及信號連接線；所述上位機、線寬測試裝置電路板和程控頻率計數器之間通過信號連接線連接；所述線寬測試裝置電路板包括：mcu控制器，激光器、微波信號源，10mhz晶振，cpt原子鐘物理部分；所述上位機用于通過上位機顯控軟件顯示、設置并保存各種工作數據；所述線寬測試裝置電路板，用于進行cpt原子鐘物理部分線寬的頻率測試；所述程控頻率計數器用于讀取并輸出所述線寬測試裝置電路板輸出的頻率數據，通過上述系統，實現了對cpt原子鐘物理部分進行測試，從而促進各型物理部分以及cpt原子鐘整機產品的研制生產效率。

16、本發明的其他特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以其附圖中特別指出的結構來實現和獲得。

技術特征：

1.一種cpt原子鐘物理部分線寬測試系統，其特征在于，包括：上位機、線寬測試裝置電路板、程控頻率計數器及信號連接線；所述上位機、線寬測試裝置電路板和程控頻率計數器之間通過信號連接線連接；所述線寬測試裝置電路板包括：mcu控制器，激光器、微波信號源，10mhz晶振，cpt原子鐘物理部分；

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述mcu控制器用于對cpt原子鐘物理部分的工作狀態進行控制；以及對所述激光器進行伺服控制；以及對10mhz晶振進行頻率掃描控制；以及接收cpt原子鐘物理部分的光檢信號。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述cpt原子鐘物理部分結構形式不同，針對不同的接口形式的cpt原子鐘物理部分使用不同的連接適配區，接入并固定在線寬測試裝置上。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述上位機顯控軟件具體用于在cpt信號掃描過程中對mcu控制器發送的顯控數據進行計算和保存，并結合程控頻率計數器輸出頻率數據，以及微波環路的參數設置，經計算得到當前被測cpt原子鐘物理部分的線寬值。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述cpt原子鐘物理部分工作需要的c場線圈和磁屏蔽盒體可根據實際需要選擇是否使用。

6.一種cpt原子鐘物理部分線寬測試方法，所述方法應用于1～5所述的系統，其特征在于，包括：

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，在cpt原子鐘物理部分連接固定、使用工作參數設定完成之前，還包括：針對不同的接口形式的cpt原子鐘物理部分使用不同的連接適配區，接入并固定在線寬測試裝置上；通過上位機中的上位機顯控軟件對不同類型cpt原子鐘物理部分的參數進行設置調整，并形成對應的物理部分參數模版進行保存。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述不同類型物理部分的參數包括：溫控參數、c場電流、注入微波信號功率。

9.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，在激光器和物理部分工作狀態達到穩定之前，還包括：mcu控制器對cpt原子鐘物理部分、微波信號、激光器進行配置和伺服控制。

10.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述cpt原子鐘物理部分工作需要的c場線圈和磁屏蔽盒體可根據實際需要選擇是否使用。

技術總結
本發明實施例提供的一種CPT原子鐘物理部分線寬測試系統及方法，所述系統包括：上位機、線寬測試裝置電路板、程控頻率計數器及信號連接線；所述上位機、線寬測試裝置電路板和程控頻率計數器之間通過信號連接線連接；所述線寬測試裝置電路板包括：MCU控制器，激光器、微波信號源，10MHz晶振，CPT原子鐘物理部分；所述上位機用于通過上位機顯控軟件顯示、設置并保存各種工作數據；所述線寬測試裝置電路板，用于進行CPT原子鐘物理部分線寬的頻率測試；所述程控頻率計數器用于讀取并輸出所述線寬測試裝置電路板輸出的頻率數據，通過上述系統，實現了對CPT原子鐘物理部分進行測試，從而促進各型物理部分以及CPT原子鐘整機產品的研制生產效率。

技術研發人員：呂宇濤,吳晨菲,劉夢,薛瀟博,楊慧君,陳星,林再盛,柏岱冰,張升康
受保護的技術使用者：北京無線電計量測試研究所
技術研發日：
技術公布日：2025/3/13