一种基于碱金属缓释的长寿命原子气室及其制备方法 |
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| 申请号 | CN202011212201.X | 申请日 | 2020-11-03 | 公开(公告)号 | CN112461225B | 公开(公告)日 | 2022-07-29 |
| 申请人 | 北京航天控制仪器研究所; | 发明人 | 郑建朋; 李新坤; 何娇; 赵雄; 刘院省; 蔡玉珍; 王风娇; 黄伟; 王学锋; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种基于 碱 金属缓释的长寿命 原子 气室及其制备方法，应用于原子气室制备领域。本发明基于5A分子筛的 吸附 作用，在原子气室内设置一体成型缓释 块 ，对气室内过量的碱金属进行吸附，一方面可有效提高气室的工作寿命，减少碱金属用量；另一方面可防止过量碱金属在气室通光面富集，避免了通光面的光透过率降低对仪表性能的损害。利用本发明制备的原子气室具有寿命长、碱金属用量少和性能稳定的优势。本发明利用5A分子筛对碱金属的缓释效应，可解决原子气室寿命受限于碱金属量和气室通光面碱金属富集导致原子气室光透过率降低的问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种基于碱金属缓释的长寿命原子气室，其特征在于：所述原子气室为充入碱金属和工作气体的空腔，在空腔内设置一5A分子筛材质的缓释块，对过量碱金属进行吸附，从而延长原子气室的工作寿命；原子气室上方安装有充注口，充注口安装有用于与外界相连的充注管；缓释块为直径0.95mm，高度1mm的圆柱体，材质为5A分子筛；原子气室玻壳为边长 |
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| 说明书全文 | 一种基于碱金属缓释的长寿命原子气室及其制备方法技术领域[0001] 本发明涉及原子气室制造技术领域，尤其是涉及一种基于碱金属缓释的长寿命原子气室的制备方法。 背景技术[0002] 原子气室是原子干涉磁力仪、原子钟、原子陀螺仪等量子仪表的核心部件。原子气室为填充碱金属和缓冲气体的玻璃泡(主要有球型，立方体结构等)，是原子极化、自旋交换、自旋弛豫自旋进动等过程发生的物理场所。长寿命的原子气室有助于提升量子仪表的工作寿命，也是现阶段提升量子仪表性能并将其推向实用化的关键。 [0003] 原子气室的寿命主要由气室内碱金属的量决定，原子气室在工作过程中，由于化学反应和透过气室壁面的缓慢渗漏，碱金属的量将会不断减少。当碱金属的量不足以维持原子气室内足量的气态碱金属，原子气室失效导致无法继续工作。目前，为了提高原子气室的寿命，主要是在制备时向原子气室内冲入过量碱金属。然而，过量碱金属在原子气室内壁富集，将带来原子气室光透过率降低等不利影响。 发明内容[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于碱金属缓释的长寿命原子气室及其制备方法。基于5A分子筛的吸附作用，在原子气室内设置一体化缓释块，对气室内多余碱金属进行吸附，一方面可有效提高气室的工作寿命，减少碱金属用量；另一方面可防止过量碱金属在气室通光面富集，避免了原子气室光透过率降低对仪表性能的损害。 [0005] 本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的： [0006] 一种基于碱金属缓释的长寿命原子气室，所述原子气室为充入碱金属和工作气体的空腔，在空腔内设置一5A分子筛材质的缓释块，对过量碱金属进行吸附，从而延长原子气室的工作寿命；原子气室上方安装有充注口，充注口安装有用于与外界相连的充注管。 [0007] 原子气室玻壳为边长10mm，壁厚1mm的方壳，材质为石英玻璃，充注圆孔直径0.75mm。 [0008] 充注管外径3mm，内径1mm。 [0009] 缓释块为直径0.95mm，高度1mm的圆柱体，材质为5A分子筛。 [0010] 一种基于碱金属缓释的长寿命原子气室的制备方法，包括如下步骤： [0012] (2)、将缓释块装入原子气室充注管底部，即原子气室充注口上方； [0014] (4)、通过充注管向气室内充入碱金属和工作气体； [0015] (5)、密封熔断连接玻璃气室的充注管，确保缓释块被包覆固定； [0016] (6)、利用局部加热的方式将气室内碱金属迁移至缓释块处，制备得到长寿命原子气室。 [0017] 缓释块材质为5A分子筛，形状为环形，一体成型工艺制成。 [0018] 缓释块安装在气室充注管底部，即气室充注口上方，但不进入气室腔内。 [0019] 本发明与现有技术相比具有如下有益效果： [0022] 图1为本发明中基于碱金属缓释的长寿命原子气室其制备方法示意图。 具体实施方式[0023] 下面结合附图1和具体实施例对本发明作进一步详细的描述： [0024] 原子气室玻壳为边长10mm，壁厚1mm的方壳，材质为石英玻璃，充注圆孔直径0.75mm；充注管外径3mm，内径1mm；缓释块为直径0.95mm，高度1mm的圆柱体，材质为5A分子筛。 [0025] 一种基于碱金属缓释的长寿命原子气室及其制备方法，包括如下步骤： [0026] (1)、将一体化成型的缓释块浸入去离子水，进行超声波清洗，取出后对缓释块进行200℃高温烘烤24小时去气； [0027] (2)、将缓释块装入原子气室充注管底部，即气室充注口上方； [0028] (3)、将原子气室的充注管连接到真空系统上，利用真空泵对气室抽真空，至压强‑4小于5×10 Pa； [0029] (4)、通过充注管向气室内充入碱金属和工作气体； [0030] (5)、密封熔断连接玻璃气室的充注管，确保缓释块被包覆固定； [0031] (6)、利用局部加热的方式将气室内碱金属迁移至缓释块处，制备得到长寿命原子气室。 [0032] 在上述基于碱金属缓释的长寿命原子气室及其制备方法中，步骤(1)中缓释块材质为5A分子筛，形状为环形，一体成型工艺制成。 [0033] 在上述基于碱金属缓释的长寿命原子气室及其制备方法中，步骤(2)中缓释块卡在气室充注管底部，即气室充注口上方，但不会进入气室腔内。 |
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