本發(fā)明涉及精密儀器技術領域，尤其涉及一種脈沖積分球原子鐘系統(tǒng)。

背景技術：

高性能、緊湊型和低功耗原子鐘的發(fā)展對眾多科學研究和工業(yè)生產都有著重要的意義。原子鐘的應用包括引力波探測，廣義相對論的驗證，新一代衛(wèi)星導航定位，網(wǎng)絡同步以及移動平臺上的守時系統(tǒng)。在眾多類型的原子鐘里，堿金屬氣室原子鐘憑借其簡單的結構和較高的穩(wěn)定度，越來越引起人們的興趣。近些年來，伴隨著激光器等技術的發(fā)展，基于脈沖積分球(Integrating sphere)技術的實驗室級原子鐘的短期穩(wěn)定度達到了1-4×10^-13τ^-1/2的量級。上述原子鐘比現(xiàn)在商用的銣燈光抽運的原子鐘提高了大概兩個量級，在短期穩(wěn)定度上也不斷接近氫鐘的指標。

限制上述原子鐘的原子短期穩(wěn)定度的主要因素包括：量子投影噪聲、激光器的相對強度噪聲、頻率-幅度調制轉換噪聲和Dick效應帶來的晶振噪聲。早在1990年，G.J.Dick就發(fā)現(xiàn)了Dick效應。但由于Dick效應量級較小，在當時并不是原子鐘的短期穩(wěn)定度的主要制約因素。但隨著脈沖積分球(Integrating sphere)原子鐘的應用，原子鐘的短期穩(wěn)定度逐漸接近量子投影噪聲極限，Dick效應也逐漸變?yōu)橹萍s堿金屬氣室型原子鐘的短期穩(wěn)定度的一項重要因素。

為了減小原子鐘的Dick效應，可以采用相位噪聲性質更優(yōu)秀的晶振(例如低溫藍寶石振蕩器等)來取代普通晶振。但是上述相位噪聲性質更優(yōu)秀的晶振的結構復雜且價格昂貴。從而導致了具有上述結構的脈沖積分球原子鐘整體的體積較大、成本較高。

技術實現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種體積小、成本低且能夠減小Dick效應的脈沖積分球原子鐘系統(tǒng)。

一種脈沖積分球原子鐘系統(tǒng)，包括晶振、與所述晶振連接的頻率綜合器、與所述晶振連接的比例積分微分器、與所述比例積分微分器連接的數(shù)字信號處理器、以及激光發(fā)生裝置，所述晶振發(fā)出的頻率信號經(jīng)過所述頻率綜合器轉換成微波信號，進一步包括：

與所述數(shù)字信號處理器連接的微波時序調整器，所述頻率綜合器發(fā)出的所述微波信號通過所述微波時序調整器后分成第一微波信號與第二微波信號，所述微波時序調整器用于調整所述第一微波信號和所述第二微波信號的時序，所述數(shù)字信號處理器用于調整所述激光發(fā)生裝置發(fā)出的激光信號的時序；

第一積分球和第二積分球，所述激光發(fā)生裝置能夠發(fā)出第一探測激光、第二探測激光、第一冷卻泵浦激光和第二冷卻泵浦激光，所述第一探測激光和所述第一冷卻泵浦激光進入所述第一積分球，所述第二探測激光和所述第二冷卻泵浦激光進入所述第二積分球；

與所述數(shù)字信號處理器連接的光電感測裝置，所述光電感測裝置用于接收經(jīng)由所述第一積分球和所述第一積分球的輸出的光信號，并將其轉化為電信號傳輸給所述數(shù)字信號處理器，所述數(shù)字信號處理器根據(jù)所述電信號計算出糾偏信號；所述比例積分微分器根據(jù)所述糾偏信號對所述晶振輸出的頻率信號進行調節(jié)。

在其中一個實施例中，所述微波時序調整器包括第一微波開關和第二微波開關，所述第一微波開關分別與所述頻率綜合器、所述第一積分球以及所述數(shù)字信號處理器連接，所述第二微波開關分別與所述頻率綜合器、所述第二積分球以及所述數(shù)字信號處理器連接。

在其中一個實施例中，所述光電感測裝置包括分別與所述數(shù)字信號處理器連接的第一光電探測器和第二光電探測器，所述第一積分球輸出的光信號通過所述第一光電探測器轉變成電信號輸入所述數(shù)字信號處理器，所述第二積分球輸出的光信號通過所述第二光電探測器轉變成電信號輸入所述數(shù)字信號處理器。

在其中一個實施例中，所述激光發(fā)生裝置包括分別與所述數(shù)字信號處理器連接的冷卻泵浦激光發(fā)生裝置和探測激光發(fā)生裝置，所述冷卻泵浦激光發(fā)生裝置發(fā)出的所述第一冷卻泵浦激光和所述第二冷卻泵浦激光的時序通過所述數(shù)字信號處理器控制，所述探測激光發(fā)生裝置發(fā)出的所述第一探測激光和所述第二探測激光的時序通過所述數(shù)字信號處理器控制。

在其中一個實施例中，所述探測激光發(fā)生裝置包括探測激光器、第一分光裝置、分別與所述數(shù)字信號處理器連接的第一聲光調制器和第二聲光調制器，所述探測激光器發(fā)出的激光通過所述第一分光裝置被分成強度相同的兩束激光，所述兩束激光分別進入所述第一聲光調制器和所述第二聲光調制器，以使所述第一聲光調制器發(fā)出所述第一探測激光進入所述第一積分球，所述第二聲光調制器發(fā)出所述第二探測激光進入所述第二積分球；所述數(shù)字信號處理器通過所述第一聲光調制器和所述第二聲光調制器分別控制所述第一探測激光和所述第二探測激光的時序。

在其中一個實施例中，所述冷卻泵浦激光發(fā)生裝置包括冷卻泵浦激光器、第二分光裝置、第三聲光調制器和第四聲光調制器，所述冷卻泵浦激光器發(fā)出的激光通過所述第二分光裝置被分成強度相同的兩束激光，所述兩束激光分別進入所述第三聲光調制器和所述第四聲光調制器，以使所述第三聲光調制器發(fā)出所述第一冷卻泵浦激光進入所述第一積分球，所述第四聲光調制器發(fā)出所述第二冷卻泵浦激光進入所述第二積分球；所述數(shù)字信號處理器通過所述第三聲光調制器和所述第四聲光調制器分別控制所述第一冷卻泵浦激光和所述第二冷卻泵浦激光的時序。

在其中一個實施例中，進一步包括第一磁屏蔽裝置和第二磁屏蔽裝置，所述第一磁屏蔽裝置內設置有第一磁場線圈，所述第二磁屏蔽裝置內設置有第二磁場線圈，所述第一積分球設置于第一磁屏蔽裝置，所述第二積分球設置于所述第二磁屏蔽裝置。

在其中一個實施例中，所述第一積分球的工作時序中的自由演化時間與所述第二積分球工作時序中的冷卻、泵浦和探測時間至少部分重合，所述第一積分球的工作時序中的冷卻、泵浦和探測時間與所述第二積分球工作時序中的自由演化時間至少部分重合。

在其中一個實施例中，所述第一積分球與所述第二積分球能夠交替鎖定所述晶振，以使當所述第一積分球處于自由演化狀態(tài)時，所述第二積分球處于冷卻、激光泵浦狀態(tài)；當所述第一積分球處于冷卻、激光泵浦狀態(tài)時，所述第二積分球處于自由演化狀態(tài)。

在其中一個實施例中，所述晶振為晶體振蕩器。

本發(fā)明提供的脈沖積分球原子鐘系統(tǒng)，通過所述數(shù)字信號處理器控制所述第一積分球和所述第二積分球的工作時序，可以使得所述第一積分球和所述第二積分球交替鎖定所述晶振。通過交替鎖定所述晶振減小了Dick效應，從而使得所述積分球原子鐘系統(tǒng)可以具有更加穩(wěn)定的頻率輸出。另外，晶振的成本較低。因此，本發(fā)明提供的積分球原子鐘系統(tǒng)，具有成本低且穩(wěn)定性高的優(yōu)點。

附圖說明

圖1為脈沖式積分球原子鐘工作時序圖；

圖2為本發(fā)明一個實施例的脈沖積分球原子鐘系統(tǒng)的結構框圖；

圖3為本發(fā)明一個實施例的脈沖積分球原子鐘系統(tǒng)的結構框圖；

圖4為本發(fā)明一個實施例的脈沖積分球原子鐘系統(tǒng)的結構框圖；

圖5為本發(fā)明一個實施例的脈沖積分球原子鐘系統(tǒng)的結構框圖；

圖6為本發(fā)明實施例的脈沖積分球原子鐘系統(tǒng)工作時的光路示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例的脈沖積分球原子鐘系統(tǒng)的工作時序圖；

圖8為本發(fā)明實施例的脈沖積分球原子鐘系統(tǒng)的工作時序圖；

圖9為本發(fā)明實施例的脈沖積分球原子鐘系統(tǒng)的工作時序圖。

主要元件符號說明

脈沖積分球原子鐘系統(tǒng) 100

探測激光發(fā)生裝置 102

冷卻泵浦激光發(fā)生裝置 103

晶振 110

頻率綜合器 120

激光發(fā)生裝置 130

冷卻泵浦激光器 131

探測激光器 132

第三聲光調制器 133

第一聲光調制器 134

第四聲光調制器 135

第二聲光調制器 136

第二分光裝置 137

第一分光裝置 138

第一積分球 140

第一磁屏蔽裝置 142

第二積分球 150

第二磁屏蔽裝置 152

光電感測裝置 160

第一光電探測器 162

第二光電探測器 164

數(shù)字信號處理器 170

比例積分微分器 180

光電感測裝置 190

第一微波開關 192

第二微波開關 194

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

請參見圖1，為脈沖式積分球原子鐘工作時序圖。所述脈沖式積分球原子鐘工作過程包括冷卻泵浦、微波作用、自由演化和探測四個部分。其中τ_cp表示冷卻泵浦時間，τ_p1和τ_p2代表微波作用時間，T表示自由演化時間，τ_d表示探測時間，T_c表示環(huán)路時間。由圖1的時序圖可知，原子只有在自由演化T期間才能感受到晶振輸出信號的相位變化，而在冷卻泵浦探測時間，晶振相位是沒有被鎖定到原子上的，這段時間又被稱作為死區(qū)時間T_d。死區(qū)時間T_d就導致在一個工作周期T_c內，脈沖積分球原子鐘的相位靈敏度函數(shù)并不是一直為1。因此，相位敏感度函數(shù)的頻譜會被展寬，進而導致其n次諧波與n/T_c處的晶振相位噪聲(通常用表示)發(fā)生混頻效應，從而產生混頻信號。反饋環(huán)路會將這一混頻信號當做誤差信號進而反饋給晶振以優(yōu)化晶振的輸出，從而對晶振的短期穩(wěn)定度造成惡化。上述描述就是脈沖積分球原子鐘中的Dick效應，以及Dick效應對于晶振輸出的影響。

請參見圖2，本發(fā)明實施例提供一種能夠減小Dick效應的脈沖積分球原子鐘系統(tǒng)100。所述脈沖積分球原子鐘系統(tǒng)100包括晶振110、與所述晶振110連接的頻率綜合器120、微波時序調整器190、激光發(fā)生裝置130、第一積分球140、第二積分球150、光電感測裝置160、數(shù)字信號處理器170、以及比例積分微分器180。

所述晶振110可以是晶體振蕩器。具體地，所述晶振110可以是一個電壓控制的振蕩器，其輸出頻率會受到晶振輸入電壓的控制。比如，輸入電壓增加輸出頻率就會增加，輸入電壓減小輸出頻率就會減小。所述晶振110發(fā)出的頻率信號經(jīng)過所述頻率綜合器120轉換成微波信號。所述頻率綜合器120將所述微波信號輸入微波時序調整器190中，使得所述微波信號分成第一微波信號和第二微波信號。所述微波時序調整器190可以將所述第一微波信號輸入所述第一積分球140中。所述微波時序調整器190可以將所述第二輸入信號輸入所述第二積分球150中。

所述激光發(fā)生裝置130能夠發(fā)出第一探測激光、第二探測激光、第一冷卻泵浦激光和第二冷卻泵浦激光。所述第一探測激光與所述第二探測激光的強度相同。所述第一冷卻泵浦激光和所述第二冷卻泵浦激光的強度相同。所述第一探測激光和所述第一冷卻泵浦激光進入所述第一積分球140。所述第二探測激光和所述第二冷卻泵浦激光進入所述第二積分球150。所述第一積分球140和所述第二積分球150均為堿金屬積分球，用于提供堿金屬原子蒸汽。在一個實施例中，所述堿金屬原子可以為⁸⁷Rb、⁸⁵Rb或¹³³Cs。

所述數(shù)字信號處理器170與所述激光發(fā)生裝置130以及所述微波時序調整器190連接。所述數(shù)字信號處理器170通過所述微波時序調整器190控制所述第一微波信號和所述第二微波信號的時序。所述數(shù)字信號處理器170通過所述激光發(fā)生裝置130控制所述第一探測激光、所述第二探測激光、所述第一冷卻泵浦激光和所述第二冷卻泵浦激光的時序。所述光電感測裝置160與所述數(shù)字信號處理器170連接。

所述光電感測裝置160用于將所述第一積分球140和所述第二積分球150輸出的光信號轉化為電信號，并傳輸給所述數(shù)字信號處理器170。所述數(shù)字信號處理器170根據(jù)所述電信號計算出糾偏信號。所述比例積分微分器180與所述晶振110和所述數(shù)字信號處理器170連接。所述比例積分微分器180根據(jù)所述數(shù)字信號處理器170計算出的糾偏信號，產生反饋信號對所述晶振110輸出的頻率信號進行調節(jié)。所述反饋信號是一個電壓值，從而利用所述反饋信號可以調節(jié)所述晶振110的輸出頻率。原子鐘系統(tǒng)的工作原理就是以原子的躍遷譜線為參考，將晶振經(jīng)過頻率綜合器輸出的微波與原子進行頻率比較。如果微波的頻率和原子的中心頻率有差別，那么通過系統(tǒng)可以輸出一個由于這個偏差而導致的反饋電壓反饋到晶振上，進而晶振的頻率會被調節(jié)到與原子的中心頻率一樣準確。

所述脈沖積分球原子鐘系統(tǒng)100通過所述數(shù)字信號處理器170控制所述第一微波信號、所述第二微波信號和所述激光發(fā)生裝置130發(fā)出的激光的時序，從而可以使得所述第一積分球140和第二積分球150交替鎖定所述晶振110。通過交替鎖定所述晶振110的方式，減小了死區(qū)時間，從而減小了Dick效應。因此，所述積分球原子鐘系統(tǒng)100可以具有更加穩(wěn)定的晶振頻率輸出。另外，由于所述晶振110的成本較低，本發(fā)明實施例提供的脈沖積分球原子鐘系統(tǒng)100，具有成本低且穩(wěn)定性高的優(yōu)點。

請參見圖3，在一個實施例中，所述微波時序調整器190具體可以包括第一微波開關192和第二微波開關194。所述第一微波開關192分別與所述頻率綜合器120、所述第一積分球140以及所述數(shù)字信號處理器170連接。所述第二微波開關192分別與所述頻率綜合器120、所述第二積分球150以及所述數(shù)字信號處理器170連接。

所述晶振110發(fā)出的晶振頻率輸入所述頻率綜合器120后，轉換為微波信號。所述頻率綜合器120可以發(fā)出頻率相同的兩個微波信號(對應所述第一微波信號和所述第二微波信號)。所述兩個微波信號分別通過所述第一微波開關192和所述第二微波開關194控制開合。所述數(shù)字信號處理器170可以分別控制所述第一微波開關192和所述第二微波開關194的開合，從而控制所述兩個微波信號(所述第一微波信號和所述第二微波信號)的時序。因此，通過所述微波時序調整器190可以獲得進入所述第一積分球140的所述第一微波信號，以及進入所述第二積分球150的所述第二微波信號。并且所述數(shù)字信號處理器170還可以通過所述第一微波開關192和所述第二微波開關194分別控制所述第一微波信號和所述第二微波信號的時序。

請參見圖3，所述光電感測裝置160用于接收所述第一積分球140和所述第二積分球150輸出的光信號。所述光電感測裝置160可以包括分別與所述數(shù)字信號處理器170連接的第一光電探測器162和第二光電探測器164。所述第一積分球140輸出的光信號通過所述第一光電探測器162轉變成電信號輸入所述數(shù)字信號處理器170。所述第二積分球140輸出的光信號通過所述第二光電探測器164轉變成電信號輸入所述數(shù)字信號處理器170。

請參見圖4，所述激光發(fā)生裝置130包括分別與所述數(shù)字信號處理器170連接的冷卻泵浦激光發(fā)生裝置103和探測激光發(fā)生裝置102。所述冷卻泵浦激光發(fā)生裝置103能夠發(fā)出所述第一冷卻泵浦激光和所述第二冷卻泵浦激光。所述探測激光發(fā)生裝置102能夠發(fā)出所述第一探測激光和所述第二探測激光。所述數(shù)字信號處理器170能夠控制所述第一冷卻泵浦激光、所述第二冷卻泵浦激光、所述第一探測激光和所述第二探測激光的時序。

請參見圖5，所述探測激光發(fā)生裝置102包括探測激光器132、第一分光裝置138、分別與所述數(shù)字信號處理器170連接的第一聲光調制器134和第二聲光調制器136。所述探測激光器132發(fā)出的激光通過所述第一分光裝置138被分成強度相同的兩束激光(與所述第一探測激光和所述第二探測激光對應)。所述兩束激光分別進入所述第一聲光調制器134和所述第二聲光調制器136。所述第一聲光調制器134能夠發(fā)出所述第一探測激光進入所述第一積分球140。所述第二聲光調制器136能夠發(fā)出所述第二探測激光進入所述第二積分球150。所述數(shù)字信號處理器170通過所述第一聲光調制器134和所述第二聲光調制器136分別控制所述第一探測激光和所述第二探測激光的時序。

所述第一分光裝置138的結構不限，只要能夠將所述探測激光器132發(fā)出的激光分成強度相同的兩束即可。在一個實施例中，所述第一分光裝置138包括一個非偏振分光棱鏡、兩個偏振分光棱鏡、以及兩個反射鏡。所述探測激光器132發(fā)出的激光經(jīng)過所述非偏振分光棱鏡分成兩束，然后通過所述兩個偏振分光棱鏡分別進入所述第一積分球140和所述第二積分球150。進入所述第一積分球140的激光通過一個所述反射鏡反射后，再通過一個所述偏振分光棱鏡進入所述第一光電探測器162。進入所述第二積分球150的激光通過一個所述反射鏡反射后，再通過一個所述偏振分光棱鏡進入所述第一光電探測器162。

請參見圖5，所述冷卻泵浦激光發(fā)生裝置103包括冷卻泵浦激光器131、第二分光裝置137、第三聲光調制器133和第四聲光調制器135。所述冷卻泵浦激光器131發(fā)出的激光通過所述第二分光裝置137被分成強度相同的兩束激光(對應所述第一冷卻泵浦激光和所述第二冷卻泵浦激光)。所述兩束激光分別進入所述第三聲光調制器133和所述第四聲光調制器135。所述第三聲光調制器133發(fā)出所述第一冷卻泵浦激光進入所述第一積分球140。所述第四聲光調制器135發(fā)出所述第二冷卻泵浦激光進入所述第二積分球150。所述數(shù)字信號處理器170通過所述第三聲光調制器133和所述第四聲光調制器135分別控制所述第一冷卻泵浦激光和所述第二冷卻泵浦激光的時序。所述第二分光裝置137的結構不限，只要能夠將所述冷卻泵浦激光器131發(fā)出的激光分成強度相同的兩束即可。在一個實施例中，所述第二分光裝置137為非偏振分光棱鏡。

請參見圖6，在一個實施例中，所述脈沖積分球原子鐘系統(tǒng)100還可以進一步包括第一磁屏蔽裝置142和第二磁屏蔽裝置152。所述第一積分球140設置于第一磁屏蔽裝置142。所述第二積分球150設置于所述第二磁屏蔽裝置152。所述第一磁屏蔽裝置142和第二磁屏蔽裝置152用于提供磁屏蔽?？梢岳斫猓龃牌帘窝b置內還可以設置有軸線磁場線圈(圖未示)。所述軸線磁場線圈用于給積分球提供穩(wěn)定的軸線磁場。

圖6為所述脈沖積分球原子鐘系統(tǒng)100的工作時的連接及光路示意圖。下面以圖6為例，說明所述脈沖積分球原子鐘系統(tǒng)100的工作過程。所述晶振110產生的10M頻率信號通過所述頻率綜合器120產生能夠與原子共振的微波信號。所述微波信號分成頻率以及強度相同的第一微波信號和第二微波信號。第一微波信號和第二微波信號分別通過第一微波開關192(微波開關1)和第二微波開關194(微波開關2)進入到第一積分球140和第二積分球150。第一微波開關192和第二微波開關194分別與數(shù)字信號處理器170(DSP運算模塊)連接。數(shù)字信號處理器170通過第一微波開關192和第二微波開關194控制第一微波信號和第二微波信號的時序。探測激光器132發(fā)出的探測激光由非偏振分光棱鏡分成兩束強度相同的第一探測激光和第二探測激光后，分別進入第一聲光調制器134(AOM1)和第二聲光調制器136(AOM2)。第一探測激光由偏振分光棱鏡后進入第一積分球140中，并由反射鏡反射后返回偏振分光棱鏡進入第一光電探測器162。第二探測激光通過偏振分光棱鏡后進入第二積分球150中，并由反射鏡反射后返回偏振分光棱鏡進入第二光電探測器164。冷卻泵浦激光器131發(fā)出的冷卻泵浦激光通過非偏振分光棱鏡分成強度相同的第一冷卻泵浦激光和第二冷卻泵浦激光，并且分別進入第三聲光調制器133(AOM3)和第四聲光調制器135(AOM4)?？梢岳斫猓M入積分球的激光可以通過多模光纖進入。第一冷卻泵浦激光通過光纖耦合進入第一積分球140。第二冷卻泵浦激光通過光纖耦合進入第二積分球150。數(shù)字信號處理器170與第一聲光調制器134、第二聲光調制器136、第三聲光調制器133和第四聲光調制器135連接，從而可以控制所述幾類激光的時序。因此，通過數(shù)字信號處理器170就可以控制第一積分球和第二積分球的工作時序。從而可以實現(xiàn)第一積分球140處于自由演化狀態(tài)時，第二積分球150處于冷卻、激光泵浦狀態(tài)?；蛘撸诙e分球150處于自由演化狀態(tài)時，第一積分球140處于冷卻、激光泵浦狀態(tài)。這樣就縮短了脈沖積分球原子鐘系統(tǒng)100的死區(qū)時間，從而減小了Dick效應。

具體地，請參見圖7，第一積分球140(對應積分球原子鐘1)和第二積分球150(對應積分球原子鐘2)的一種工作時序對應關系描述如下?？梢粤钏绤^(qū)時間恰好等于自由演化時間，自由演化過程中第一積分球140的第一個微波脈沖與第二積分球150的第二個微波脈沖完全重合。在第一積分球140處于自由演化時間內，第二積分球150處于探測、冷卻和泵浦過程。在第一積分球140處于探測、冷卻和泵浦過程，第二積分球150處于自由演化時間內。具體地，可以先打開微波開關，讓微波同時與第一積分球140和第二積分球150的原子相互作用，持續(xù)時間τ_p1，然后關閉微波。對第一積分球140，關閉所有激光，讓第一積分球140里的原子處于自由演化狀態(tài)，持續(xù)時間T；對第二積分球150，打開探測激光，利用探測器獲取信號，然后打開冷卻激光、泵浦激光，持續(xù)時間T_d。然后，接著打開微波開關，讓第一積分球140和第二積分球150的原子相互作用，持續(xù)時間τ_p2，然后關閉微波。對第一積分球140，打開探測激光，利用探測器獲取信號，然后打開冷卻激光、泵浦激光；對第二積分球150，關閉所有激光，讓第二積分球150里的原子處于自由演化狀態(tài)，持續(xù)時間T。后面的操作過程按照前面的時序反復進行即可。

與Dick效應有關的還有相位敏感度函數(shù)，當相位敏感度函數(shù)為1時系統(tǒng)的Dick效應最小。為了進一步減小Dick效應，可以使相位敏感度函數(shù)趨近與1。因此，需要對自由演化時間、死區(qū)時間和微波脈沖時間進行微調。具體時序參照圖8所示，圖8的微波作用時間長度與圖7中微波作用時間長度相同。圖8是在圖7的基礎上，調節(jié)第二積分球150的第一個微波脈沖比第一積分球140的第二個微波脈沖早開始t₁，讓第一積分球140的第一個微波脈沖比第二積分球150的第二個微波脈沖早開始t₂。通過上述方式使得相位敏感度函數(shù)更接近于1。除此之外其他過程和第一類情況相同，并以此類推。

請參見圖9，為了讓相位敏感度函數(shù)完全等于1，可對微波脈沖進行強度調制。令死區(qū)時間恰好等于自由演化時間，自由演化過程中第一積分球140的第一個微波脈沖與第二積分球150的第二個微波脈沖完全重合，但第一個微波脈沖的強度調制為第二個微波脈沖的強度調制為這樣可以完全消除Dick效應的影響。

在本發(fā)明所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的相關裝置和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述模塊或單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡單元上。可以根據(jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實現(xiàn)。

本領域普通技術人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計算機程序來指令相關的硬件來完成，所述程序可存儲于一計算機可讀取存儲介質中，如本發(fā)明實施例中，所述程序可存儲于計算機系統(tǒng)的存儲介質中，并被所述計算機系統(tǒng)中的至少一個處理器執(zhí)行，以實現(xiàn)包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述存儲介質可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory，ROM)或隨機存儲記憶體(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，隨其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。