[發(fā)明專利]原子蒸汽束流產(chǎn)生器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710043740.7
• 申請(qǐng)日: 2017-01-19
• 公開（公告）號(hào): CN108332184B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚星燦;劉相培;陳宇翱;潘建偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): F22B33/00
• 分類號(hào): F22B33/00;B82Y30/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 李海建

本發(fā)明公開了一種原子蒸汽束流產(chǎn)生器，包括原子烤爐、錐形回流管、噴嘴和準(zhǔn)直孔管，原子烤爐用于產(chǎn)生原子蒸汽，錐形回流管與原子烤爐的第一出口連通，以將原子烤爐加熱產(chǎn)生的原子蒸汽排入錐形回流管的錐形內(nèi)腔，錐形回流管的內(nèi)腔由靠近原子烤爐的一側(cè)向遠(yuǎn)離原子烤爐的一側(cè)漸縮，錐形回流管的內(nèi)管壁溫度較低，蒸汽很容易重新凝結(jié)為液珠，在重力的作用下，液珠會(huì)流回原子烤爐被重新加熱產(chǎn)生蒸汽，以提高原子的利用率，而經(jīng)過錐形回流管的原子蒸汽則通過噴嘴進(jìn)入準(zhǔn)直孔管，以得到原子蒸汽束流。本申請(qǐng)中公開的原子蒸汽束流產(chǎn)生器在原子烤爐與噴嘴之間設(shè)置了錐形回流管可使冷凝在管壁上的原子被再次利用，而提高了利用率，降低了成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及原子蒸汽技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，涉及一種原子蒸汽束流產(chǎn)生器。

背景技術(shù)

隨著理論和技術(shù)的發(fā)展，我們已經(jīng)可以精確操控原子蒸汽進(jìn)行各種科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)，比如微型芯片、空間原子鐘、分子束外延生長(zhǎng)、精密測(cè)量、量子信息與量子模擬以及納米印刷等。自然狀態(tài)下的原子蒸汽服從玻爾茲曼分布，其運(yùn)動(dòng)雜亂無章，難以控制和應(yīng)用。因此，利用原子蒸汽束流產(chǎn)生器來高效穩(wěn)定地產(chǎn)生各種準(zhǔn)直的原子束流是上述應(yīng)用的基礎(chǔ)，有著巨大的市場(chǎng)需求。

合格的原子蒸汽束流產(chǎn)生器需要滿足幾個(gè)基本條件：1、它必須具有維持高真空環(huán)境的能力，否則背景雜散氣體的碰撞將嚴(yán)重干擾束流的性質(zhì)與應(yīng)用。2、它產(chǎn)生的原子束流準(zhǔn)直度高，通量大，能夠滿足各種應(yīng)用場(chǎng)景的需求。3、它還必須具備加熱控溫功能，用于控制原子束的流量。4、它可以保證長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，減少系統(tǒng)更換帶來的時(shí)間與金錢損失。5、該原子蒸汽束流產(chǎn)生器應(yīng)當(dāng)適用于多種金屬元素。

當(dāng)前的原子蒸汽束流產(chǎn)生器大都結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，僅由簡(jiǎn)單的原子烤爐、噴嘴和準(zhǔn)直孔等構(gòu)成。雖然性能滿足基本需求，但都面臨原子損失率高，真空度差，故障率高，使用壽命短等問題。

因此，提供一種原子蒸汽束流產(chǎn)生器，提高原子利用率，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種原子蒸汽束流產(chǎn)生器，提高原子利用率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種原子蒸汽束流產(chǎn)生器，其包括：

用于產(chǎn)生原子蒸汽的原子烤爐；

與所述原子烤爐的第一出口連通的錐形回流管，所述錐形回流管的內(nèi)腔由靠近所述原子烤爐的一側(cè)向遠(yuǎn)離所述原子烤爐的一側(cè)漸縮；

設(shè)置在所述錐形回流管的第二出口端的噴嘴；

準(zhǔn)直孔管，所述準(zhǔn)直孔管的準(zhǔn)直孔與所述噴嘴相對(duì)連通。

優(yōu)選地，上述的原子蒸汽束流產(chǎn)生器中，所述原子烤爐包括：

一端具有所述第一出口的中空管段，所述第一出口包括均與所述錐形回流管連通的蒸汽噴射孔和回流孔，所述蒸汽噴射孔用于原子蒸汽通過，所述回流孔用于回流所述錐形回流管回流的原子；

用于放置能夠產(chǎn)生原子蒸汽的金屬塊的真空法蘭，所述真空法蘭與所述中空管段的另一端密封連接。

優(yōu)選地，上述的原子蒸汽束流產(chǎn)生器中，所述中空管段的外側(cè)遠(yuǎn)離所述真空法蘭的一端具有位于所述中空管段的螺旋凹槽內(nèi)的加熱線和測(cè)溫探頭；

所述真空法蘭與所述加熱線之間具有位于所述中空管段內(nèi)壁的高目數(shù)不銹鋼網(wǎng)。

優(yōu)選地，上述的原子蒸汽束流產(chǎn)生器中，所述錐形回流管的內(nèi)壁上具有均勻分布的凹槽。

優(yōu)選地，上述的原子蒸汽束流產(chǎn)生器中，所述噴嘴為直管圓形陣列形成的噴嘴。

優(yōu)選地，上述的原子蒸汽束流產(chǎn)生器中，還包括設(shè)置在所述錐形回流管外壁且與所述噴嘴對(duì)應(yīng)位置的加熱件和所述加熱件周圍的散熱件。