Квантовый водородный дискриминатор

 

Квантовый водородный дискриминатор относится к устройствам со стимулированным излучением в СВЧ диапазоне и может быть использован в квантовых стандартах частоты пассивного типа в качестве источника высокостабильных колебаний. Квантовый водородный дискриминатор прост в конструктивном и технологическом отношении, сохраняет высокую однородность магнитного поля, создаваемого соленоидом, и содержит вакуумированный колпак 1, в котором расположен цилиндрический резонатор 2, в центре которого вдоль его оси расположена, подключенная вакуумпроводом 3 к вакуумному насосу 4, накопительная колба 5, соленоид подмагничивания 6, термостат 7, магнитные экраны 8. На внешней поверхности цилиндрического резонатора 2 выполнены канавки в виде концентрических окружностей, в которых расположены витки секций соленоида. Число секций и количество витков в секциях выбирается из условия обеспечения однородности статического магнитного поля и конструктивных особенностей внешней поверхности резонатора. 1 з.п.ф., 2 илл.

Полезная модель относится к устройствам со стимулированным излучением в СВЧ диапазоне, а именно к квантовым водородным дискриминаторам, и может быть использована в квантовых стандартах частоты пассивного типа в качестве источника высокостабильных колебаний.

Известны квантовые водородные дискриминаторы (авторские свидетельства SU на изобретения 1336881, 1459568, свидетельства RU на полезные модели 18118, 18119), содержащие термостатированный, экранированный от магнитных полей и окруженный соленоидом подмагничивания цилиндрический СВЧ резонатор. Внутри резонатора располагается накопительная колба, которая подключена к системе напуска и откачки атомов водорода.

Такая конструкция квантового водородного дискриминатора использована в стандартах частоты и времени типа Ч1-76, VCH-1006.

В качестве ближайшей конструкции выбран квантовый водородный дискриминатор по свидетельству RU на полезную модель 18119.

Особенностью квантового водородного дискриминатора является наличие накопительной колбы, представляющей собой сосуд из кварцевого стекла, покрытый внутри материалом, молекулы которого слабо взаимодействуют с атомами водорода. Для получения высокой стабильности частоты накопительную колбу тщательно экранируют от внешних магнитных Квантовый водородный дискриминатор содержит (фиг.1) вакуумированный колпак 1, в котором расположен цилиндрический резонатор 2, в центре которого вдоль его оси расположена, подключенная вакуумпроводом 3 к вакуумному насосу 4, накопительная колба 5, секционный соленоид подмагничивания 6, термостат 7, магнитные экраны 8. На внешней поверхности цилиндрического резонатора 2 выполнены канавки в виде концентрических окружностей, в которых расположены витки секций соленоида 6 (фиг.2).

Число секций и количество витков в секциях выбирается из условия обеспечения однородности статического магнитного поля и конструктивных особенностей внешней поверхности резонатора (наличие свободного пространства и т.п.).

Витки секций соленоида электроизолируются слоем 9 из полиамидной пленки (фиг.2).

При работе поток «активных» атомов водорода формируется в квантовом водородном дискриминаторе системой напуска и откачки, с которой вакуумно-плотно соединена накопительная колба 5. Атомы в «возбужденном» состоянии попадают в накопительную колбу, которая служит для увеличения времени взаимодействия атомов водорода с СВЧ полем резонатора 2.

Благодаря расположению витков соленоида непосредственно на поверхности цилиндрического резонатора 2 отпадает необходимость в наличии обечайки катушки соленоида и элементов крепления обечайки к полей, а в ней создают малое однородное статическое магнитное поле с помощью соленоида (обмотки) подмагничивания.

В прототипе для создания однородного магнитного поля надевают на резонатор магнитный экран с расположенным внутри его тонкостенным соленоидом (цилиндрической катушкой со сплошной намоткой незначительной толщины). При этом обечайка катушки соленоида крепится к магнитному экрану с помощью крепежных деталей и элементов, усложняя и удорожая конструкцию квантового водородного дискриминатора.

Технической задачей полезной модели является создание простого в конструктивном и технологическом отношении квантового водородного дискриминатора, снижение стоимости его изготовления и повышения надежности эксплуатации при сохранении высокой однородности магнитного поля, создаваемого соленоидом.

Решение указанной задачи достигается тем, что в квантовом водородном дискриминаторе, включающем термостатированный, экранированный от магнитных полей и окруженный соленоидом подмагничивания цилиндрический резонатор, витки соленоида расположены на внешней поверхности резонатора и намотаны секционно.

Для надежности фиксации витков соленоида на внешней поверхности резонатора они расположены в канавках, выполненных на поверхности резонатора.

На фиг.1 изображен общий вид дискриминатора (продольный разрез), на фиг.2 - секционное расположение витков соленоида вокруг резонатора.

магнитному экрану, что упрощает конструкцию и делает ее более жесткой (механически стабильной). При этом появляется возможность в заданных габаритах квантового водородного дискриминатора использовать резонатор большего рабочего размера, что увеличивает добротность резонатора и, в конечном итоге, улучшает физические характеристики квантового стандарта частоты, такие как стабильность частоты.

1. Квантовый водородный дискриминатор, включающий термостатированный, экранированный от магнитных полей и окруженный соленоидом подмагничивания цилиндрический резонатор, отличающийся тем, что витки соленоида расположены на внешней поверхности резонатора и намотаны секционно.

2. Квантовый водородный дискриминатор по п.1, отличающийся тем, что витки соленоида расположены в канавках, выполненных на внешней поверхности цилиндрического резонатора.



 

Похожие патенты:

Предлагаемый перестраиваемый микрополосковый резонатор СВЧ относится к области СВЧ микроэлектроники и предназначен для работы в составе фильтров СВЧ и генераторах СВЧ в качестве элемента с электрическим управлением резонансной частотой.

Полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована в устройствах тактовой синхронизации систем связи для работы с комплексными отсчетами, которые применяются при приеме сигналов с четырехфазной манипуляцией и квадратурно-амплитудной модуляцией.
Наверх