【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于陀螺，尤其涉及一种cpt原子钟最佳工作状态点快速扫描方法及cpt原子钟。
技术介绍
1、cpt原子钟核心传感部分为其物理部分，物理部分中主要控制传感器件为vcsel激光器；vcsel激光器工作状态受到dc直流、rf射频及温度3个参量的影响，dc直流与rf射频由cpt原子钟控制电路提供，而温度则由tec加热片控制；cpt原子钟若想达到最佳的工作状态点，则vcsel激光器的dc直流、rf射频、tec温度控制这3个参数必须都达到最佳状态点，3个参数里对cpt原子钟工作状态影响最大的参数为tec温度控制；而对于cpt原子钟的最佳状态的快速扫描来说，重点在于如何找到最佳的tec温度控制点、dc直流及rf射频值。由于需要对多参数进行状态确定，且vcsel激光器工作范围一般为25℃～65℃，温度点多，若对每个温度点上均进行dc直流及rf射频，扫描时间极长；若第一次启动cpt原子钟状态未知，则其第一次启动需要大量时间去确定其最佳工作状态，故需要一种方法去实现对cpt原子钟工作状态的快速扫描。
技术实现思路
1、为了解决传统cpt原子钟确定工作点时间长、第一次启动慢的问题，本专利技术提出了一种cpt原子钟最佳工作状态点快速扫描方法及cpt原子钟。
2、本专利技术的技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种cpt原子钟最佳工作状态点快速扫描方法，确定cpt原子钟工作点需要确定三个参数：直流、射频和tec加热片温度，所述方法包括：
4、步骤一：通过cp
5、步骤二：进行直流扫描，检查光电管接收的光信号是否有吸收峰，若有吸收峰则进入步骤三，否则将tec加热片的工作温度升高△t，重复步骤二；
6、步骤三：检测吸收峰个数，若仅有单吸收峰，则进入步骤四；若有双吸收峰，则进入步骤五；
7、步骤四：△t减半，将tec加热片的工作温度升高当前的△t值，再次进行直流扫描，若仅有单吸收峰，重复步骤四；
8、步骤五：将tec加热片的工作温度升高当前的△t值，进行直流扫描，检测双吸收峰中心的直流值是否在直流扫描范围中值左右预设范围内，若否，则△t绝对值减半，重复步骤五，若是则进入步骤六；
9、步骤六：将直流值设定为直流扫描范围的中值，通过cpt控制电路进行射频扫描，确定光电管接收到的光信号的频域图像；
10、步骤七：将射频设定为光信号的频域图像的吸收峰处，从而达到cpt原子钟的最佳工作状态。
11、进一步的，
12、步骤五中则△t绝对值减半时，△t的正负符号由两个吸收峰的位置与直流扫描范围中值的位置确定，两个吸收峰的中心位置在直流扫描范围中值左侧时△t为负，两个吸收峰的中心位置在直流扫描范围中值右侧时△t为正。
13、进一步的，
14、步骤二中，将tec加热片的工作温度升高△t中，△t＝3℃。
15、第二方面，本专利技术还提供一种cpt原子钟，所述cpt原子钟的最佳工作点采用第一方面所述的方法确定，所述cpt原子钟的物理部分包括：
16、tec加热片、温度传感器、vcsel激光器、c场线圈、碱金属气室、光电管、加热电阻网络；
17、vcsel激光器3贴放于tec加热片1上，温度传感器2置于vcsel激光器3旁边；碱金属气室5外部包有c场线圈4，碱金属气室5下部用加热电阻网络7进行加热；
18、激光由vcsel激光器3发射通过碱金属气室5后照射在光电管10上；
19、cpt原子钟的物理部分的电气参数的控制均由cpt控制电路执行，光电管反馈信号亦传输到cpt控制电路中，所述电气参数至少包含直流、射频及tec加热片的温度
20、进一步的，
21、所述tec加热片，用于为vcsel激光器加热或制冷，并维持激光器温箱的温度，其加热或制冷的效率由通过tec加热片的电流的方向和大小决定。
22、进一步的，
23、所述vcsel激光器用于产生相干双色光，工作温度范围为31℃～65℃，使碱金属气室内铷原子处于cpt相干布居囚禁状态，产生cpt现象；
24、进一步的，
25、所述碱金属气室为cpt原子钟核心传感器件，被特定波段的双色光照射后产生cpt现象；
26、所述光电管用于接收vcsel激光器发出的透过标准气室组件的光信号，将其转换为电信号后传输给cpt控制电路；
27、进一步的，
28、所述温度传感器用于反馈vcsel激光器的温度；
29、所述c场线圈，用以为碱金属气室提供稳定磁场；
30、所述加热电阻网络用以给碱金属气室加热。
31、本专利技术技术方案的有益效果：
32、传统扫描方式，在每个温度点均进行dc直流及rf射频扫描，由于vcsel激光器工作范围较广(25℃～65℃)，但其实际仅在有效工作点附近正负3℃左右会出现cpt相关现象，故传统方法实际浪费绝大多数时间在无效温度区间进行扫描；本专利技术所提到的扫描方法利用cpt吸收曲线无射频时直流扫描所对应的扫描曲线存在双吸收峰的特点，通过3℃的升温迅速找到有效温度点区间(最佳温度点正负3℃)，在此区间内向最佳工作点的温度靠近，最佳工作温度点认为是当双吸收峰中心与dc扫描范围中心重合；两者对比，本专利技术中提到的扫描方法，节省了无效温度区间的扫描时间，使得整体的扫描时间大幅度下降。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种CPT原子钟最佳工作状态点快速扫描方法，其特征在于，确定CPT原子钟工作点需要确定三个参数：直流、射频和TEC加热片温度，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种CPT原子钟最佳工作状态点快速扫描方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一种CPT原子钟最佳工作状态点快速扫描方法，其特征在于，步骤二中，将TEC加热片的工作温度升高△T中，△T＝3℃。
4.一种CPT原子钟，其特征在于，所述CPT原子钟的最佳工作点采用如权利要求1-3中任一项所述的方法确定，所述CPT原子钟的物理部分包括：
5.根据权利要求4所述的一种CPT原子钟，其特征在于，
6.根据权利要求4所述的一种CPT原子钟，其特征在于，
7.根据权利要求4所述的一种CPT原子钟，其特征在于，
8.根据权利要求4所述的一种CPT原子钟，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种cpt原子钟最佳工作状态点快速扫描方法，其特征在于，确定cpt原子钟工作点需要确定三个参数：直流、射频和tec加热片温度，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种cpt原子钟最佳工作状态点快速扫描方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一种cpt原子钟最佳工作状态点快速扫描方法，其特征在于，步骤二中，将tec加热片的工作温度升高△t中，△t＝3℃。
4....
【专利技术属性】
技术研发人员：王怀玉，王涛，韩岳豪，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所，
类型：发明
国别省市：
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