[发明专利]利用透明导电发热薄膜进行加热的原子气室

说明书

一种利用透明导电发热薄膜加热的原子气室，包括由透明玻璃制作的原子气室及温度控制装置，原子气室的通光面一侧的外表面沉积有透明导电发热薄膜；透明导电发热薄膜与温度控制装置连接；温度控制装置。本发明采用透明导电发热薄膜加热，在通光面上减少了入射激光的反射，保证原子测量器件测量结果的准确性；薄膜在通光面上加热能有效地减少测量仪器在加热停止时碱金属通光面上的沉积的现象。

技术领域

本发明涉及量子精密测量装置，涉及一种利用透明导电发热薄膜进行加热的原子气室。

背景技术

在量子精密测量领域，原子气室作为传感器被广泛使用，例如原子陀螺仪，原子钟，原子磁力仪等。原子磁力仪是基于磁光共振技术进行设计的，依据磁场中原子与光场相互作用的原理，结合磁光共振频率与外磁场之间的关系，实现空间弱磁环境的绝对测量。

而原子与光场相互作用的场合为原子气室，原子气室是一个包含有碱金属蒸汽的气室，而在较低温度下，部分碱金属原子以固态形式存在于气室中，为了得到合适的原子数以提高原子磁力仪的灵敏度，需要对原子气室进行加热和恒温控制。

目前，原子气室的加热方式通过在气室外部添加线圈或加热薄膜进行加热，容易产生剩余磁场，而剩余磁场对于待测弱磁场的测试结果会产生干扰，导致测试结果的准确性极大降低。

发明内容

为解决现有技术的问题，提供一种利用透明导电发热薄膜加热的原子气室，这种原子气室能消除或有效降低外部剩余磁场对测量的影响，提高测量结果的准确性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种利用透明导电发热薄膜加热的原子气室，包括由透明玻璃制作的原子气室及温度控制装置，原子气室的通光面一侧的外表面沉积有透明导电发热薄膜；透明导电发热薄膜与温度控制装置连接；温度控制装置。

上述的一种利用透明导电发热薄膜加热的原子气室，在原子气室非通光面的外表面沉积有透明导电发热薄膜，该透明导电发热薄膜与温度控制装置连接。

上述的一种利用透明导电发热薄膜加热的原子气室，在通光面上沉积的透明导电发热薄膜的上层沉积有透光介质薄膜。

上述的一种利用透明导电发热薄膜加热的原子气室，所述的透明导电发热薄膜由铟锡氧化物或掺铝氧化锌或掺氟氧化锡半导体材料沉积而成。

上述的一种利用透明导电发热薄膜加热的原子气室，所述透光介质薄膜由氟化镁半导体材料沉积而成。

透明导电发热薄膜由磁控溅射工艺、电子束蒸发、气相沉积等技术来进行沉积。常用的材料有铟锡氧化物、掺铝氧化锌、掺氟氧化锡等氧化物半导体材料，该类材料具有较宽带隙，一般在800nm以下有较高的透过率，具有较低的吸收系数，并具有良好的导电性。

改变电流和功率会改变气室内的温度，升高温度会使碱金属原子充分升华，增加气室内原子密度，有利于提高仪器的精确度。

原子气室在检测磁场强度时是以原子与光场相互作用作为传感器使用的。本发明对在入射激光的通光面上的透明导电发热薄膜施加交流电，可以减少剩余磁场；透明导电发热薄膜沉积于通光面上，使得碱金属不易在通光面上沉积。同时在设计具体的薄膜结构时，为尽可能减少反射和吸收、提高透过率，在透明导电发热薄膜上沉积透光介质薄膜，可以达到进一步提高光透过率的作用。