本發(fā)明涉及精密儀器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種堿金屬氣室原子鐘系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

高性能、緊湊型和低功耗原子鐘的發(fā)展對眾多科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)都有著重要的意義。原子鐘的應(yīng)用包括引力波探測，廣義相對論的驗證，新一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位，網(wǎng)絡(luò)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(jié)構(gòu)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(shù)的發(fā)展，基于光學(xué)-微波雙共振(Optical-Microwave Double Resonance,OMDR)、脈沖相干布局囚禁(Coherence Population Trapping,CPT)、脈沖光泵浦(Pulsed Optical Pumping,POP)和脈沖積分球(Integrating sphere)等技術(shù)的實驗室級堿金屬氣室原子鐘原子鐘的短期穩(wěn)定度都達(dá)到了1-4×10^-13τ^-1/2的量級，比現(xiàn)在商用的銣燈光抽運(yùn)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(biāo)。

限制上述堿金屬氣室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(qiáng)度噪聲、頻率-幅度調(diào)制轉(zhuǎn)換噪聲和Dick效應(yīng)帶來的晶振噪聲。早在1990年，G.J.Dick就發(fā)現(xiàn)了Dick效應(yīng)。但由于Dick效應(yīng)量級較小，在當(dāng)時并不是原子鐘的短期穩(wěn)定度的主要制約因素。但隨著脈沖式相干布局囚禁(Ramsey-CPT)原子鐘的應(yīng)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(yīng)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(yīng)，可以采用相位噪聲性質(zhì)更優(yōu)秀的振蕩器(例如低溫藍(lán)寶石振蕩器等)來取代普通晶振。但是上述相位噪聲性質(zhì)更優(yōu)秀的振蕩器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜且價格昂貴。從而導(dǎo)致了具有上述結(jié)構(gòu)的堿金屬氣室原子鐘整體的體積較大、成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對上述技術(shù)問題，提供一種體積小、成本低且能夠減小Dick效應(yīng)的堿金屬氣室原子鐘系統(tǒng)。

一種堿金屬氣室原子鐘系統(tǒng)，包括晶振、與所述晶振連接的頻率綜合器、與所述晶振和所述數(shù)字信號處理器連接的比例積分微分器、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(zhuǎn)換成微波信號，所述微波信號輸入所述激光發(fā)生裝置中，對所述激光發(fā)生裝置發(fā)出的激光進(jìn)行調(diào)制，其特征在于，進(jìn)一步包括：

第一原子氣室和第二原子氣室，所述激光發(fā)生裝置發(fā)出的激光被所述微波信號調(diào)制分成進(jìn)入所述第一原子氣室的第一激光信號以及進(jìn)入所述第二原子氣室第二激光信號，所述第一原子氣室和所述第二原子氣室為堿金屬原子氣室；

與所述激光發(fā)生裝置連接的數(shù)字信號處理器，所述數(shù)字信號處理器輸出第一時序控制所述第一激光信號，所述數(shù)字信號處理器輸出第二時序控制所述第二激光信號；

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)由所述第一原子氣室和所述第二原子氣室的輸出的光信號并將其轉(zhuǎn)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(jìn)行調(diào)節(jié)。

在其中一個實施例中，所述激光發(fā)生裝置包括激光器、電光調(diào)制器、分光裝置、第一聲光調(diào)制器、第二聲光調(diào)制器和激光時序調(diào)整器，所述微波信號和所述激光器發(fā)出的激光進(jìn)入所述光電調(diào)制器中，所述微波信號對所述激光進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制后的所述激光通過所述分光裝置分成兩束相同強(qiáng)度的所述第一激光信號和所述第二激光信號，所述激光時序調(diào)整器與所述數(shù)字信號處理器連接。

在其中一個實施例中，所述分光裝置為非偏振分光棱鏡。

在其中一個實施例中，所述激光發(fā)生裝置還包括設(shè)置于所述激光器與所述電光調(diào)制器之間的半波片。

在其中一個實施例中，所述激光時序調(diào)整器包括與所述第一聲光調(diào)制器連接的第一射頻開關(guān)、與所述第二聲光調(diào)制器連接的第二射頻開關(guān)、以及與所述第一射頻開關(guān)和所述第二射頻開關(guān)連接的射頻源，所述第一射頻開關(guān)和所述第二射頻開關(guān)與所述數(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，所述第一光電探測器用于將所述第一原子氣室輸出的光信號轉(zhuǎn)化為電信號，所述第二光電探測器用于將所述第二原子氣室的輸出的光信號轉(zhuǎn)化為電信號。

在其中一個實施例中，進(jìn)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(nèi)設(shè)置有第一磁場線圈和第一原子氣室加熱器，所述第二磁屏蔽裝置內(nèi)設(shè)置有第二磁場線圈和第二原子氣室加熱器，所述第一磁屏蔽裝置給所述第一原子氣室提供磁屏蔽，所述第二磁屏蔽裝置給所述給所述第二原子氣室提供磁屏蔽。

在其中一個實施例中，所述晶振為晶體振蕩器。

在其中一個實施例中，所述第一時序的自由演化時間與所述第二時序的激光泵浦時間至少部分重合。

在其中一個實施例中，所述第一原子氣室與所述第二原子氣室交替鎖定所述晶振，所述第一原子氣室處于自由演化狀態(tài)時，所述第二原子氣室處于激光泵浦狀態(tài)。

本發(fā)明提供的堿金屬氣室原子鐘系統(tǒng)，包括第一原子氣室和第二原子氣室。通過所述數(shù)字信號處理器輸出第一時序控制所述第一激光信號，所述數(shù)字信號處理器輸出第二時序控制所述第二激光信號。從而可以使得所述第一原子氣室和第二原子氣室交替鎖定所述晶振。通過交替鎖定所述晶振減小了Dick效應(yīng)，從而使得所述堿金屬氣室原子鐘系統(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)明提供的堿金屬氣室原子鐘系統(tǒng)，具有成本低且穩(wěn)定性高的優(yōu)點。

附圖說明

圖1為脈沖式相干布局囚禁式原子鐘工作時序圖；

圖2為本發(fā)明一個實施例的堿金屬氣室原子鐘系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本發(fā)明一個實施例的堿金屬氣室原子鐘系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖4為本發(fā)明一個實施例的堿金屬氣室原子鐘系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖5為本發(fā)明一個實施例的堿金屬氣室原子鐘系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖6為本發(fā)明實施例的堿金屬氣室原子鐘系統(tǒng)工作時的光路示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例的堿金屬氣室原子鐘系統(tǒng)的工作時序圖；

圖8為本發(fā)明實施例的堿金屬氣室原子鐘系統(tǒng)工作時誤差信號獲取的示意圖。

主要元件符號說明

堿金屬氣室原子鐘系統(tǒng) 100

第一射頻開關(guān) 104

第二射頻開關(guān) 106

射頻源 108

晶振 110

頻率綜合器 120

激光發(fā)生裝置 130

激光器 131

光電調(diào)制器 132

分光裝置 133

第一聲光調(diào)制器 134

激光時序調(diào)整器 135

第二聲光調(diào)制器 136

第一原子氣室 140

第一磁屏蔽裝置 142

第二原子氣室 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

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)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，為脈沖式相干布局囚禁式原子鐘工作時序圖。所述脈沖式相干布局囚禁原子鐘工作過程包括光泵浦、自由演化和探測三個部分。其中τ表示光泵浦時間，T表示自由演化時間，τ_m表示探測時刻，τ_A表示探測積分時間，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期間才能感受到本振輸出信號的相位變化，而在光泵浦時間τ和探測積分時間τ_A中本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(dǎo)致在一個工作周期T_c內(nèi)，脈沖式相干布局囚禁式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(jìn)而導(dǎo)致其n次諧波與n/T_c處的本振相位噪聲(通常用表示)發(fā)生混頻效應(yīng)，從而產(chǎn)生混頻信號。反饋環(huán)路會將這一混頻信號當(dāng)做誤差信號進(jìn)而反饋給本振以優(yōu)化本振的輸出，從而對本振的短期穩(wěn)定度造成惡化。上述描述就是脈沖式相干布局囚禁式原子鐘中的Dick效應(yīng)，以及Dick效應(yīng)對于本振輸出的影響。

請參見圖2，本發(fā)明實施例提供一種能夠減小Dick效應(yīng)的堿金屬氣室原子鐘系統(tǒng)100。所述堿金屬氣室原子鐘系統(tǒng)100包括晶振110、與所述晶振110連接的頻率綜合器120、激光發(fā)生裝置130、第一原子氣室140、第二原子氣室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發(fā)出的頻率信號經(jīng)過所述頻率綜合器120轉(zhuǎn)換成微波信號。所述頻率綜合器120將所述微波信號輸入所述激光發(fā)生裝置130中。所述微波信號對所述激光發(fā)生裝置130發(fā)出的激光進(jìn)行調(diào)制。所述激光發(fā)生裝置130發(fā)出的激光被所述微波信號調(diào)制后分成進(jìn)入所述第一原子氣室140的第一激光信號以及進(jìn)入所述第二原子氣室150的第二激光信號。所述第一激光信號與所述第二激光信號的強(qiáng)度相等。所述第一原子氣室140和所述第二原子氣室150均為堿金屬原子氣室，用于提供堿金屬原子蒸汽。所述數(shù)字信號處理器170與所述激光發(fā)生裝置130連接。所述數(shù)字信號處理器170輸出第一時序控制所述第一激光信號。所述數(shù)字信號處理器170輸出第二時序控制所述第二激光信號。也就是說，所述第一激光信號和所述第二激光信號的時序可以通過所述數(shù)字信號處理器170控制。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用于將所述第一原子氣室140和所述第二原子氣室150輸出的光信號轉(zhuǎn)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(chǎn)生反饋信號對所述晶振110輸出的頻率信號進(jìn)行調(diào)節(jié)。

所述晶振110可以是晶體振蕩器。具體地，所述晶振110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。而所述反饋信號也是一個電壓值，所以利用反饋信號可以調(diào)節(jié)晶振的輸出頻率。原子鐘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(jìn)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(dǎo)致的反饋電壓反饋到晶振上，進(jìn)而晶振的頻率會被調(diào)節(jié)到與原子的中心頻率一樣準(zhǔn)確。

所述堿金屬氣室原子鐘系統(tǒng)100中，可以通過所述數(shù)字信號處理器170控制所述第一激光信號和所述第二激光信號的時序。從而可以使得所述第一原子氣室140和第二原子氣室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(yīng)。因此，所述堿金屬氣室原子鐘系統(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)明實施例提供的堿金屬氣室原子鐘系統(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，所述激光發(fā)生裝置130包括激光器131、電光調(diào)制器132、分光裝置133、第一聲光調(diào)制器134、第二聲光調(diào)制器136和激光時序調(diào)整器135。

所述激光器131發(fā)出的激光進(jìn)入所述光電調(diào)制器132。所述頻率綜合器120發(fā)出的所述微波信號輸入所述電光調(diào)制器132中。在所述光電調(diào)制器132中，所述微波信號對所述激光進(jìn)行調(diào)制。調(diào)制后的激光通過所述分光裝置133分成所述第一激光信號和所述第二激光信號。所述第一激光信號和所述第二激光信號的強(qiáng)度相同。所述第一激光信號和所述第二激光信號分別進(jìn)入所述第一聲光調(diào)制器134和所述第二聲光調(diào)制器136。所述激光時序調(diào)整器135分別與所述第一聲光調(diào)制器134、第二聲光調(diào)制器136、以及所述數(shù)字信號處理器連接170。所述數(shù)字信號處理器170通過輸出所述第一時序給所述激光時序調(diào)整器135來控制所述第一激光信號的時序。所述數(shù)字信號處理器170通過輸出所述第二時序給所述激光時序調(diào)整器135來控制所述第二激光信號的時序。所述分光裝置133的結(jié)構(gòu)不限，只要能夠?qū)⑺黾す馄?31發(fā)出的激光分成強(qiáng)度相同的兩束即可。在一個實施例中，所述分光裝置133為非偏振分光棱鏡。另外，所述激光發(fā)生裝置130還可以包括一個設(shè)置于所述電光調(diào)制器132和所述激光器130之間的半波片。

請參見圖4，在一個實施例中，所述激光時序調(diào)整器135包括第一射頻開關(guān)104、第二射頻開關(guān)106、以及射頻源108。所述射頻源108與所述第一射頻開關(guān)104和所述第二射頻開關(guān)106相連，并用于提供射頻信號。所述第一射頻開關(guān)104與所述第一聲光調(diào)制器134和所述數(shù)字信號處理器170連接。所述第二射頻開關(guān)106與所述第二聲光調(diào)制136和所述數(shù)字信號處理器170連接。所述數(shù)字信號處理器170通過輸出所述第一時序給所述第一射頻開關(guān)104來控制所述第一激光信號的時序。所述數(shù)字信號處理器170通過輸出所述第二時序給所述第二射頻開關(guān)106來控制所述第二激光信號的時序。

在一個實施例中，所述光電感測裝置160包括第一光電探測器162和第二光電探測器164。所述數(shù)字信號處理器170與所述第一光電探測器162和所述第二光電探測器164連接。所述第一光電探測器162用于將所述第一原子氣室140輸出的光信號轉(zhuǎn)化為電信號。所述第二光電探測器164用于將所述第二原子氣室150的輸出的光信號轉(zhuǎn)化為電信號。

請參見圖5，在一個實施例中，所述激光發(fā)生裝置130包括激光器131、兩個電光調(diào)制器132、分光裝置133、第一聲光調(diào)制器134、第二聲光調(diào)制器136和激光時序調(diào)整器135。

與圖4不同的是，圖5的實施例中，所述激光發(fā)生裝置130包括兩個電光調(diào)制器132。所述激光器131發(fā)出的激光先通過所述分光裝置133分成兩束強(qiáng)度相同的激光并分別進(jìn)入所述光電調(diào)制器132。所述頻率綜合器120發(fā)出的所述微波信號分別輸入所述兩個電光調(diào)制器132中。在所述光電調(diào)制器132中，所述微波信號對所述激光進(jìn)行調(diào)制。調(diào)制后的兩束激光為所述第一激光信號和所述第二激光信號。所述第一激光信號和所述第二激光信號的強(qiáng)度相同。所述第一激光信號和所述第二激光信號分別進(jìn)入所述第一聲光調(diào)制器134和所述第二聲光調(diào)制器136。所述激光時序調(diào)整器135分別與所述第一聲光調(diào)制器134、第二聲光調(diào)制器136、以及所述數(shù)字信號處理器連接170。所述數(shù)字信號處理器170通過輸出所述第一時序給所述激光時序調(diào)整器135來控制所述第一激光信號的時序。所述數(shù)字信號處理器170通過輸出所述第二時序給所述激光時序調(diào)整器135來控制所述第二激光信號的時序。所述分光裝置133的結(jié)構(gòu)不限，只要能夠?qū)⑺黾す馄?31發(fā)出的激光分成強(qiáng)度相同的兩束即可。在一個實施例中，所述分光裝置133為非偏振分光棱鏡。另外，所述激光發(fā)生裝置130還可以包括一個設(shè)置于所述電光調(diào)制器132和所述激光器130之間的半波片。

請參見圖6，在一個實施例中，所述堿金屬氣室原子鐘系統(tǒng)100還可以進(jìn)一步包括第一磁屏蔽裝置142和第二磁屏蔽裝置152。所述第一原子氣室140設(shè)置于第一磁屏蔽裝置142中。所述第二原子氣室150設(shè)置于所述第二磁屏蔽裝置152中。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。具體地，所述第一磁屏蔽裝置142可以給所述第一原子氣室140提供磁屏蔽。所述第二磁屏蔽裝置152可以給所述第二原子氣室150提供磁屏蔽。上述磁屏蔽裝置內(nèi)有軸線磁場線圈(圖未示)和原子氣室加熱器(圖未示)。所述軸向磁場線圈用于給原子氣室提供穩(wěn)定的軸向磁場。所述原子氣室加熱器用于加熱原子氣室，從而提供原子蒸汽。所述原子氣室可以原子氣室中的原子可以采用⁸⁷Rb、⁸⁵Rb或者¹³³Cs，相應(yīng)激光器和頻率綜合器輸出頻率相應(yīng)不同的原子改變。

圖6為所述堿金屬氣室原子鐘系統(tǒng)100的工作時的連接及光路示意圖。下面以圖6為例，說明所述堿金屬氣室原子鐘系統(tǒng)100的工作過程。所述激光器131的發(fā)出激光通過半波片入射到所述電光調(diào)制器132。所述晶振110產(chǎn)生的10M頻率信號通過所述頻率綜合器120產(chǎn)生微波信號。所述微波信號饋入到所述電光調(diào)制器132的微波輸入端口，從而對入射到所述電光調(diào)制器132的激光進(jìn)行相位調(diào)制。相位調(diào)制后的激光從所述電光調(diào)制器132輸出后，被非偏振分光棱鏡(所述分光裝置133)分為光強(qiáng)相等的兩部分，并分別入射到所述第一聲光調(diào)制器134和所述第二聲光調(diào)制器136中。入射到所述第一聲光調(diào)制器134中的部分為所述第一激光信號，入射到所述第二聲光調(diào)制器136中的部分為所述第二激光信號。所述數(shù)字信號處理器170輸出第一時序，并通過所述第一射頻開關(guān)104來控制所述第一激光信號的時序。所述數(shù)字信號處理器170輸出第二時序，并通過所述第二射頻開關(guān)106來控制所述第二激光信號的時序。所述第一時序和所述第二時序均具有相同的激光泵浦時間和自由演化時間。為了減小死區(qū)時間，所述第一時序的自由演化時間與所述第二時序的激光泵浦時間至少部分重合。

具體地，請參見圖7，所述第一時序和所述第二時序的控制描述如下。圖6中，所述第一原子氣室140對應(yīng)的是第一時序。所述第二原子氣室150對應(yīng)的是第二時序。從圖6可以看出，第一時序中的自由演化時間T與第二時序中的激光泵浦時間部分重疊，第一時序中的激光泵浦時間與第二時序中的自由演化時間也部分重疊。由于堿金屬原子氣室的自由演化時間為有效時間。本發(fā)明通過所述第一原子氣室140和所述第二原子氣室150共同工作，并且設(shè)定第一時序和第二時序，就可以實現(xiàn)交替鎖定所述晶振110。

具體地，開始時，可以先通過關(guān)閉所述第一射頻開關(guān)104關(guān)閉進(jìn)入第一原子氣室140的第一激光信號，使所述第一原子氣室140處于自由演化狀態(tài)。同時通過打開所述第二射頻開關(guān)104使得所述第二激光信號進(jìn)入所述第二原子氣室150，以使所述第二原子氣室150處于光泵浦狀態(tài)。然后，經(jīng)過自由演化時間T后，結(jié)束所述第一原子氣室140的自由演化狀態(tài)并打開所述第一射頻開關(guān)104使得所述第一激光信號進(jìn)入所述第一原子氣室140。在打開所述第一射頻開關(guān)104的τ_m時刻利用所述第一光電探測器162采集光信號，并進(jìn)行τ_A時間的平均操作。所述平均操作是指就是在τ_A時間內(nèi)持續(xù)采集信號，最后輸出一個平均值。

待上述平均操作結(jié)束后，立即關(guān)閉所述第二射頻開關(guān)104，使所述第二原子氣室150處于自由演化狀態(tài)。再經(jīng)過時間T后，結(jié)束所述第二原子氣室150的自由演化狀態(tài)，并打開所述第二射頻開關(guān)104使得所述第二激光信號進(jìn)入所述第二原子氣室150。在打開所述第二射頻開關(guān)104的τ_m時刻利用所述第二光電探測器164采集光信號，并進(jìn)行τ_A時間的平均操作。后面的操作過程按照前面的時序反復(fù)進(jìn)行即可。通過這樣的操作，使得堿金屬氣室原子鐘系統(tǒng)100中由光泵浦導(dǎo)致的死區(qū)時間被消除，從而能夠大大減小Dick效應(yīng)。

所述第一光電探測器162和所述第二光電探測器164將光信號轉(zhuǎn)換為電信號之后由所述數(shù)字信號處理器170處理可以得到糾偏信號。所述糾偏信號通過所述比例積分微分器180產(chǎn)生反饋信號(反饋電壓)對所述晶振110的輸出頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而完成所述堿金屬原子鐘系統(tǒng)100的閉環(huán)。在產(chǎn)生糾偏信號環(huán)節(jié)，可以通過所述頻率綜合器120所述微波信號加上一個方波相位或者頻率調(diào)制。利用所述頻率綜合器120的調(diào)制端口，對其輸入的微波頻率或者相位進(jìn)行調(diào)制。具體如圖8所示，通過測量0°(f₁)和90°(f₂)兩個相位(頻率)的電壓信號，并把它們相減，即得到誤差信號E_f。所述糾偏信號通過所述比例積分微分器180產(chǎn)生反饋電壓對晶振的輸出頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而完成所述堿金屬氣室原子鐘系統(tǒng)100的閉環(huán)。

在本發(fā)明所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的相關(guān)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(jié)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(jī)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(luò)單元上?？梢愿鶕?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(lǐng)域普通技術(shù)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(jī)程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述程序可存儲于一計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中，如本發(fā)明實施例中，所述程序可存儲于計算機(jī)系統(tǒng)的存儲介質(zhì)中，并被所述計算機(jī)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(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory，ROM)或隨機(jī)存儲記憶體(Random Access Memory，RAM)等。

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