[發(fā)明專利]一種用于真空環(huán)境下產(chǎn)生原子蒸氣束的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710317544.4
• 申請(qǐng)日: 2017-05-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107068525B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃學(xué)人;晁思嘉;舒華林;曹健;商俊娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所
• 主分類號(hào): H01J37/16
• 分類號(hào): H01J37/16;H01J37/22;H01J37/252
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所 42001
• 代理人: 李鵬;王敏鋒

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于真空環(huán)境下產(chǎn)生原子蒸氣束的裝置，包括樣品，還包括爐管，爐管一端為封閉端，爐管另一端為開(kāi)口端，樣品設(shè)置在爐管內(nèi)，爐管外壁螺旋纏繞有鎢絲，陶瓷套管罩設(shè)在爐管上，遮光外層包覆陶瓷套管的側(cè)部和兩端，遮光外層上設(shè)置有用于爐管內(nèi)的原子蒸氣束出射的開(kāi)口，鎢絲的兩端穿出陶瓷套管和遮光外層。本發(fā)明裝置可以通過(guò)提供較小的加熱電流而達(dá)到較高的溫度從而產(chǎn)生所需樣品原子蒸氣束，此裝置可以準(zhǔn)直的固定，使產(chǎn)生的蒸氣束較準(zhǔn)確集中到達(dá)所需位置，另外可以減小光噪聲本底。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及離子囚禁裝置領(lǐng)域，具體涉及一種用于真空環(huán)境下產(chǎn)生原子蒸氣束的裝置。適用于光學(xué)頻標(biāo)、量子光學(xué)、量子信息等領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在光頻標(biāo)實(shí)驗(yàn)中，參考的物理體系主要有原子體系和離子體系，其中目前基于原子體系的光頻標(biāo)主要參考光晶格內(nèi)的多個(gè)囚禁原子來(lái)實(shí)現(xiàn)；而基于離子體系的光頻標(biāo)主要參考囚禁離子來(lái)實(shí)現(xiàn)。離子體系需要離子阱利用電磁場(chǎng)將離子俘獲和穩(wěn)定囚禁在空間一定范圍內(nèi)，而離子的產(chǎn)生正是離子光頻標(biāo)至關(guān)重要的一環(huán)。原子蒸氣束通過(guò)阱中心，一種是電子轟擊的方式，打開(kāi)燈絲，在加速極和燈絲之間加上40-100V的加速電壓，阱中心的原子被電子轟擊電離，如果產(chǎn)生的離子的初始動(dòng)能小于勢(shì)阱深度將會(huì)被離子阱囚禁；另一種為利用激光作用于相關(guān)能級(jí)，通過(guò)光電離的方式產(chǎn)生離子并囚禁于離子阱。

原子蒸氣束的產(chǎn)生一般都是通過(guò)提供電流加熱樣品爐的方式獲得，例如鈣原子的產(chǎn)生是通過(guò)空心不銹鋼管制成的爐子，在通電后，爐管內(nèi)溫度升至約300攝氏度，鈣原子蒸氣壓上升，并沿著鋼管噴出穿過(guò)離子阱中心。但是仍存在同等溫度下飽和蒸氣壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鈣的金屬，如鋁，為了獲得近似相同濃度的鋁原子蒸氣，需要電流加熱至700度以上，如果采用相同的不銹鋼鋼管爐，需要提供非常大的加熱電流才可以達(dá)到所需溫度，然而一般的真空饋通無(wú)法承受如此大的電流，因此無(wú)法使用此種極其簡(jiǎn)單的原子蒸氣束產(chǎn)生裝置。

綜上所述，為了獲得所需濃度的高溫度飽和蒸氣壓金屬的蒸氣束，需要一種在較低電流下就可產(chǎn)生較高溫度的方法與裝置，并且由于其所用在真空環(huán)境下，必須保持有著一定的潔凈性，另外為了離子的囚禁，需要有準(zhǔn)直性及較低的本底噪聲。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用于真空環(huán)境下產(chǎn)生原子蒸氣束的裝置，該裝置包含高純度的樣品、爐管、鎢絲、陶瓷套管和遮光外層。采用本發(fā)明的裝置，可以在較低電流下獲得較高溫度，解決了在真空中獲得較高溫度下飽和蒸氣壓的金屬的原子蒸氣束的問(wèn)題，可廣泛用于光學(xué)頻標(biāo)、量子光學(xué)、量子信息等領(lǐng)域。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種用于真空環(huán)境下產(chǎn)生原子蒸氣束的裝置，包括樣品，還包括爐管，爐管一端為封閉端，爐管另一端為開(kāi)口端，樣品設(shè)置在爐管內(nèi)，爐管外壁螺旋纏繞有鎢絲，陶瓷套管罩設(shè)在爐管上，遮光外層包覆陶瓷套管的側(cè)壁和兩端，遮光外層上設(shè)置有用于爐管內(nèi)的原子蒸氣束出射的開(kāi)口，鎢絲的兩端穿出陶瓷套管和遮光外層。

如上所述的爐管為氧化鋁材質(zhì)。

如上所述遮光外層為銦箔。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

可以在小電流的情況下達(dá)得較高的溫度，此裝置本身設(shè)計(jì)減小了光噪聲本底，使用方便。可廣泛用于光學(xué)頻標(biāo)、量子光學(xué)、量子信息等領(lǐng)域。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的拆解圖；

圖2是本發(fā)明裝配后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-樣品；2-爐管；3-鎢絲；4-陶瓷套管；5-遮光外層；301-第一端子；302-第二端子。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。