[发明专利]一种球形玻璃气室的制作系统及方法

说明书

本发明涉及一种球形玻璃气室的制作系统及方法，该制造系统包括：通气管道和与其连通的气室，以及激光器、光纤、玻璃管、转动装置、加热装置、控制器、光源和光接收装置，以及放置在该制作系统下方的激光反射装置；玻璃管的一端固定在转动装置上且与气室连通；转动装置上固定玻璃管的两侧分别设有一个圆孔；加热装置设置在玻璃管的两侧，且在靠近玻璃管的一侧设有用于喷射氢氧焰的多个喷射口；激光器与光纤连接，且激光器发出的激光经过光纤的传导从圆孔垂直向下射出；控制器分别与激光器、转动装置和加热装置连接；光源与控制器连接，光源和光接收装置对称地设置在玻璃管的受热端的两侧。通过本发明提供的制作系统制作球形玻璃气室的可重复率高。

技术领域

本发明涉及原子碱金属气室用玻璃泡制作技术领域，尤其涉及一种球形玻璃气室的制作系统及方法。

背景技术

原子碱金属气室是多种基于气体原子与光相互作用的超高灵敏测量装置的表头，是测量设备的敏感核心，其性能的好坏从本质上决定了测量装置的灵敏度极限。现阶段所使用的碱金属气室的几何形状主要是立方体、圆柱体和球体三种。立方体气室的主要优势是制作简单，较容易保证其玻璃面的平整度，而且在入射激光与出射激光的光路调节方面都有着相对简单的特点，但是其三维对称性远不如圆柱体与球体，从而导致在立方体的面与面相交处由于原子运动与碰撞而导致的弛豫问题。

为了解决此问题，就是使用球体气室。但是，由于在现阶段的技术中，球体的制作较为困难，普遍采用人工吹制，其质量的好坏主要取决于人为的技术因素且可重复性差。即便在使用碱金属气室的诸多技术领域中，较为成熟的原子钟技术主要使用较为折中的圆柱体碱金属气室，但是在使用碱金属气室的超高灵敏物理量测量技术中，碱金属气室的几何形状缺陷而导致的测量误差，渐渐成为制约物理量测量时不可忽视的噪声。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种球形玻璃气室的制作系统及方法，通过设备加工代替人工吹制，加工成的球形玻璃气室具有高圆球度、高对称性、高可重复率以及大小可调节等优点。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种球形玻璃气室的制作系统，包括：通气管道和与其连通的气室，以及激光器、光纤、玻璃管、转动装置、加热装置、控制器、光源和光接收装置，以及放置在所述制作系统下方的激光反射装置；

所述玻璃管的一端固定在所述转动装置上且与所述气室连通；

所述转动装置上固定所述玻璃管的两侧分别设有一个圆孔；

所述加热装置设置在所述玻璃管的两侧，且在靠近所述玻璃管的一侧设有用于喷射氢氧焰的多个喷射口；

所述激光器与所述光纤连接，且所述激光器发出的激光经过所述光纤的传导从所述圆孔垂直向下射出，所述激光器、所述光纤、所述圆孔和所述激光反射装置共同用于检测所述玻璃管是否垂直固定在所述转动装置上；

所述控制器分别与所述激光器、所述转动装置和所述加热装置连接，用于控制所述激光器发出激光，控制所述转动装置转动，控制所述加热装置移动；

所述光源与所述控制器连接，所述光源和所述光接收装置对称地设置在所述玻璃管的受热端的两侧，且所述光源和所述光接收装置所在的平面与所述加热装置所在的平面垂直；

所述控制器还用于控制所述光源发射光束至所述玻璃管的受热端的中部位置；

所述光接收装置接收所述光束透过所述玻璃管的受热端的形成的光斑，以便用户查看所述光斑的形状。

本发明的有益效果是：通过本发明提供的球形玻璃气室的制作系统制作球形玻璃气室的可重复率高，且球形玻璃气室的大小可调节，易于量产和推广，并且在玻璃管的两侧设置光源和光接收装置，可以实时观察光束透过玻璃管的受热端的形成的光斑的形状，从而确保玻璃气室的圆球度。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。