磁場(chǎng)精密補(bǔ)償、調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其構(gòu)建方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種磁場(chǎng)精密補(bǔ)償、調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其構(gòu)建方法，該方法包括選取三對(duì)薄板作為磁場(chǎng)調(diào)節(jié)面板，其中，每一對(duì)所述薄板包含兩個(gè)薄面板；設(shè)置每一個(gè)所述薄面板的長(zhǎng)度為s，寬度為b，其中，所述s的量級(jí)是10-1m，所述b的量級(jí)是10-2m；將每一對(duì)所述薄板中的兩個(gè)所述薄面板依次對(duì)立平行設(shè)置，以獲得由三對(duì)薄板所構(gòu)成的立方空間作為磁場(chǎng)空間，且任意一對(duì)所述薄板中的兩個(gè)薄面板之間的垂直距離是h，所述h的量級(jí)是10-2m。本發(fā)明不僅減小了線(xiàn)圈帶來(lái)的自感和互感效應(yīng)，而且具有操作結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、試驗(yàn)精度高的特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】磁場(chǎng)精密補(bǔ)償、調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其構(gòu)建方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于球禁離子光頻標(biāo)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種磁場(chǎng)精密補(bǔ)償、調(diào)節(jié)系統(tǒng)及 其構(gòu)建方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 球禁離子光頻標(biāo)作為一種精密計(jì)量時(shí)間的裝置，對(duì)離子阱所在位置的環(huán)境特別是 磁場(chǎng)要求很高。磁場(chǎng)產(chǎn)生因素有很多，主要有地磁場(chǎng)、離子阱材料被磁化而形成的磁場(chǎng)、離 子泵磁鐵等。由于磁場(chǎng)會(huì)造成囚禁離子的一階塞曼效應(yīng)，從而對(duì)離子的鐘躍遷頻率產(chǎn)生頻 移，所以必須對(duì)外磁場(chǎng)進(jìn)行有效的屏蔽和控制。
[0003] 目前，針對(duì)外部磁場(chǎng)的屏蔽，大家普遍采用坡莫合金材料制成的磁屏蔽系統(tǒng)進(jìn)行 屏蔽，請(qǐng)參閱圖1，為了精確調(diào)節(jié)離子阱所在位置的磁場(chǎng)，目前主要采用三對(duì)相互垂直的 He Imho 1 tz線(xiàn)圈對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行補(bǔ)償，通過(guò)精確調(diào)節(jié)每對(duì)線(xiàn)圈的電流并檢測(cè)離子的躍遷譜從而 確定離子所在位置的磁場(chǎng)大小。由于線(xiàn)圈的自感效應(yīng)及線(xiàn)圈與線(xiàn)圈之間的互感效應(yīng)，調(diào)節(jié) 線(xiàn)圈電流時(shí)，必然會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，在達(dá)到穩(wěn)定態(tài)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)消失，電流 增大。而在在有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)達(dá)到平衡的磁補(bǔ)償，會(huì)因感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的消失電流增大而產(chǎn)生 過(guò)大的磁場(chǎng)，從而破壞掉補(bǔ)償?shù)钠胶鉅顟B(tài)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種磁場(chǎng)精密補(bǔ)償、調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其構(gòu)建方法， 該系統(tǒng)及方法不僅減小了線(xiàn)圈帶來(lái)的自感和互感效應(yīng)，而且具有操作結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、試驗(yàn)精度 高的特點(diǎn)。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種磁場(chǎng)精密補(bǔ)償、調(diào)節(jié)系 統(tǒng)的構(gòu)建方法，包括：選取三對(duì)薄板作為磁場(chǎng)調(diào)節(jié)面板，其中，每一對(duì)所述薄板包含兩個(gè)薄 面板；設(shè)置每一個(gè)所述薄面板的長(zhǎng)度為s，寬度為b，其中，所述s的量級(jí)是ΚΓπι，所述b的 量級(jí)是l〇_ 2m ;將每一對(duì)所述薄板中的兩個(gè)所述薄面板依次對(duì)立平行設(shè)置，以獲得由三對(duì)薄 板所構(gòu)成的立方空間作為磁場(chǎng)空間，且任意一對(duì)所述薄板中的兩個(gè)薄面板之間的垂直距離 是h，所述h的量級(jí)是l(T 2m。
[0006] 又一方面，本發(fā)明還提供了一種磁場(chǎng)精密補(bǔ)償、調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括：第一薄板組；所 述第一薄板組包括：第一薄面板、第二薄面板，所述第一薄面板及所述第二薄面板的長(zhǎng)度均 為S，寬度均為b，其中，所述S的量級(jí)是ΚΓ 1!!!，所述b的量級(jí)是l(T2m ;所述第一薄面板及 所述第二薄面板對(duì)立平行設(shè)置，使所述第一薄面板的板面與所述第二薄面板的板面相互平 行；第二薄板組；所述第二薄板組包括：第三薄面板、第四薄面板，所述第三薄面板及所述 第四薄面板的長(zhǎng)度均為s，寬度均為b，其中，所述s的量級(jí)是ΚΓ 1!!!，所述b的量級(jí)是l(T2m ; 所述第三薄面板及所述第四薄面板對(duì)立平行設(shè)置，使所述第三薄面板的板面與所述第四薄 面板的板面相互平行；第三薄板組；所述第三薄板組包括：第五薄面板、第六薄面板，所述 第五薄面板及所述第六薄面板的長(zhǎng)度均為S，寬度均為b，其中，所述S的量級(jí)是ΚΓ 1!!!，所述 b的量級(jí)是l(T2m ;所述第五薄面板及所述第六薄面板對(duì)立平行設(shè)置，使所述第五薄面板的 板面與所述第六薄面板的板面相互平行；其中，由三對(duì)薄板組中的所述第一薄面板、第二薄 面板、第三薄面板、第四薄面板、第五薄面板、第六薄面板所構(gòu)成的立方空間作為磁場(chǎng)空間， 能夠?qū)崿F(xiàn)形成三個(gè)互相垂直的均勻磁場(chǎng)。
[0007] 進(jìn)一步地，所述第一薄面板的板面分別與所述第三薄面板、第四薄面板、第五薄面 板、第六薄面板的板面相互垂直；和/或，所述第三薄面板的板面分別與所述第一薄面板、 第二薄面板、第五薄面板、第六薄面板的板面相互垂直；和/或，所述第五薄面板的板面分 別與所述第一薄面板、第二薄面板、第三薄面板、第四薄面板的板面相互垂直。
[0008] 本發(fā)明提供的一種磁場(chǎng)精密補(bǔ)償、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的構(gòu)建方法，實(shí)現(xiàn)了在（l(T5) 3m3的空 間獲得均勻X方向磁場(chǎng)，通過(guò)3對(duì)導(dǎo)體面，組成3個(gè)互相垂直的均勻磁場(chǎng)，達(dá)到了磁場(chǎng)補(bǔ)償 和調(diào)節(jié)的目的，本發(fā)明不僅減小了線(xiàn)圈帶來(lái)的自感和互感效應(yīng)，而且在調(diào)節(jié)精度方面有很 大的提高，具有操作結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、試驗(yàn)精度高的特點(diǎn)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所 需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施 例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲 得其他的附圖。
[0010] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)原理示意圖；以及
[0011] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種磁場(chǎng)精密補(bǔ)償、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的構(gòu)建方法工藝流程示 意圖；以及
[0012] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一示意圖；以及
[0013] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一示意圖；以及
[0014] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一示意圖；以及
[0015] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一示意圖；以及
[0016] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于 本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的 范圍。
[0018] 請(qǐng)參閱圖2,本發(fā)明實(shí)施例提供的一種磁場(chǎng)精密補(bǔ)償、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的構(gòu)建方法，包括 如下步驟：
[0019] 步驟100 :選取三對(duì)薄板作為磁場(chǎng)調(diào)節(jié)面板，其中，每一對(duì)所述薄板包含兩個(gè)薄面 板；
[0020] 步驟110 :設(shè)置每一個(gè)所述薄面板的長(zhǎng)度為s,寬度為b,其中，所述s的量級(jí)是 KTV所述b的量級(jí)是l(T2m ;
[0021] 步驟120 :將每一對(duì)所述薄板中的兩個(gè)所述薄面板依次對(duì)立平行設(shè)置，以獲得由 三對(duì)薄板所構(gòu)成的立方空間作為磁場(chǎng)空間，且任意一對(duì)所述薄板中的兩個(gè)薄面板之間的垂 直距離是h，所述h的量級(jí)是l(T2m。
[0022] 具體而言，上述步驟100為本發(fā)明的關(guān)鍵步驟，通過(guò)選用三對(duì)相互垂直的薄板作 為磁場(chǎng)調(diào)節(jié)面板，代替?zhèn)鹘y(tǒng)技術(shù)中三對(duì)相互垂直的Helmholtz線(xiàn)圈，且本發(fā)明實(shí)施例中三 對(duì)薄板相對(duì)較薄，且能夠?qū)崿F(xiàn)電流均勻通過(guò)薄板板面。在步驟120中，將三對(duì)薄板（六個(gè)薄 面板）相互正對(duì)放置，三對(duì)薄板兩兩垂直，每一對(duì)薄板中的兩個(gè)薄面板相互平行，使得三對(duì) 薄板構(gòu)成一個(gè)立方空間作為磁場(chǎng)空間，其優(yōu)點(diǎn)如下：平行薄面板的自感、互感與線(xiàn)圈相比是 很小的，可以有效的減小在調(diào)節(jié)過(guò)程中由自感與互感所產(chǎn)生的調(diào)節(jié)不便的問(wèn)題，操作人員 用Helmholtz線(xiàn)圈的目的是由于它可以在中心產(chǎn)生較為均均勻的磁場(chǎng)，但由于離子阱的囚 禁不是把粒子囚禁在一個(gè)點(diǎn)，而是在一個(gè)小的空間中，所以用平行的薄面板設(shè)計(jì)也能夠?qū)?現(xiàn)在中心產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)均勻的空間，然而，本發(fā)明中，正是為了實(shí)現(xiàn)能夠在中心產(chǎn)生一個(gè)磁 場(chǎng)均勻的空間，本發(fā)明獨(dú)特的、有針對(duì)性的將每一個(gè)薄面板的長(zhǎng)度設(shè)置為s，寬度設(shè)置為b， 其中，s的量級(jí)是K^nub的量級(jí)是l(T 2m ;且任意一對(duì)薄板中的兩個(gè)薄面板之間的垂直距離 設(shè)置為h, h的量級(jí)是l(T2m。
[0023] 可參閱圖3-7:
[0024] 對(duì)于本發(fā)明所涉及的薄面板長(zhǎng)度、寬度以及兩個(gè)薄面板之間垂直距離三個(gè)參數(shù)的 確定，可按如下方式進(jìn)行：
[0025] ①、薄面板長(zhǎng)度、兩個(gè)薄面板之間垂官距離的確定：
[0026] 設(shè)薄面板的長(zhǎng)為S，每一對(duì)薄板中的平行的兩個(gè)薄面板的垂直距離是h;為了 描述方便，則以平行的兩個(gè)薄面板的中軸線(xiàn)為y軸，以?xún)砂逯悬c(diǎn)為原點(diǎn)建立如圖坐標(biāo)系， 引人參量a, L。其中a為原點(diǎn)到其中一板的垂直距離且h = 2a。L為y-z品面原點(diǎn)到 板的邊緣距離，且

【權(quán)利要求】
1. 一種磁場(chǎng)精密補(bǔ)償、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，包括： 選取三對(duì)薄板作為磁場(chǎng)調(diào)節(jié)面板，其中，每一對(duì)所述薄板包含兩個(gè)薄面板； 設(shè)置每一個(gè)所述薄面板的長(zhǎng)度為S，寬度為b，其中，所述S的量級(jí)是ΚΓ1!!!，所述b的量 級(jí)是10 2m ; 將每一對(duì)所述薄板中的兩個(gè)所述薄面板依次對(duì)立平行設(shè)置，以獲得由三對(duì)薄板所構(gòu)成 的立方空間作為磁場(chǎng)空間，且任意一對(duì)所述薄板中的兩個(gè)薄面板之間的垂直距離是h，所述 h的量級(jí)是l(T2m。
2. -種磁場(chǎng)精密補(bǔ)償、調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，包括： 第一薄板組； 所述第一薄板組包括：第一薄面板、第二薄面板，所述第一薄面板及所述第二薄面板的 長(zhǎng)度均為s，寬度均為b，其中，所述s的量級(jí)是KTV所述b的量級(jí)是l(T2m ;所述第一薄面 板及所述第二薄面板對(duì)立平行設(shè)置，使所述第一薄面板的板面與所述第二薄面板的板面相 互平行；第二薄板組； 所述第二薄板組包括：第三薄面板、第四薄面板，所述第三薄面板及所述第四薄面板的 長(zhǎng)度均為s，寬度均為b，其中，所述s的量級(jí)是KTV所述b的量級(jí)是l(T2m ;所述第三薄面 板及所述第四薄面板對(duì)立平行設(shè)置，使所述第三薄面板的板面與所述第四薄面板的板面相 互平行； 第三薄板組； 所述第三薄板組包括：第五薄面板、第六薄面板，所述第五薄面板及所述第六薄面板的 長(zhǎng)度均為s，寬度均為b，其中，所述s的量級(jí)是KTV所述b的量級(jí)是l(T2m ;所述第五薄面 板及所述第六薄面板對(duì)立平行設(shè)置，使所述第五薄面板的板面與所述第六薄面板的板面相 互平行； 其中，由三對(duì)薄板組中的所述第一薄面板、第二薄面板、第三薄面板、第四薄面板、第五 薄面板、第六薄面板所構(gòu)成的立方空間作為磁場(chǎng)空間，能夠?qū)崿F(xiàn)形成三個(gè)互相垂直的均勻 磁場(chǎng)。
3. 依據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于： 所述第一薄面板的板面分別與所述第三薄面板、第四薄面板、第五薄面板、第六薄面板 的板面相互垂直； 和/或， 所述第三薄面板的板面分別與所述第一薄面板、第二薄面板、第五薄面板、第六薄面板 的板面相互垂直； 和/或， 所述第五薄面板的板面分別與所述第一薄面板、第二薄面板、第三薄面板、第四薄面板 的板面相互垂直。
【文檔編號(hào)】G05F7/00GK104298299SQ201410515467
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】雷海東, 張攀, 管樺 申請(qǐng)人:江漢大學(xué)