[发明专利]一种无缓冲气体的谱线测量气室结构

说明书

本发明公开了一种无缓冲气体的谱线测量气室结构，其包括：气室窗口、气室壳体、真空维持阀门、原子回流网、电阻丝系统、保温棉、温度显示装置和加热电源，所述气室壳体为管状，气室窗口同轴对称设置于气室壳体两端，并通过法兰与气室壳体连接；所述原子回流网为金属网，设于气室壳体内中部，覆盖气室壳体内壁长度的50‑60%；所述真空维持阀门通过连接管与气室壳体连通；电阻丝系统分别连接温度显示装置和加热电源。本发明提供一种高精度谱线测量结构，尤其对窄线宽光谱提供高信噪比的谱线，利用本发明可以将激光器锁定至窄线宽的原子跃迁的中心频率上。

技术领域

本发明涉及原子吸收测量技术领域，尤其涉及一种无缓冲气体、自回流原子、提供高信噪比谱线的碱金属蒸气室结构即一种无缓冲气体的谱线测量气室结构。

背景技术

从原子系统提取光谱信息，进而得到稳定的光频，是光学原子钟的基本原理。将激光器锁定于窄线宽光谱谱线上，获得稳定、高信噪比的原子谱线，对于量子气体的冷却、操控及光学原子钟时频标系统的稳定性等，均有重要的意义。

然而对于窄线宽原子谱线，其谱线吸收率低，有效的谱线信号常常淹没在探针光强度噪声和其他电子噪声中。并且气室中的缓冲气体和原子之间的碰撞，将带来很大的碰撞展宽，使得谱线信号信噪比进一步降低。目前商业上，已经可以通过超稳腔系统，建立光学频率参考系统来获得各个光学波段的频率稳定性，但是依旧需要原子系统对其进行长期稳定性的反馈和校准。但是不同波段的光学参考系统需要分别镀膜建立系统，资金需求大，需要额外的高精度控温和真空系统对环境噪声隔离。

原子气室结构简单，直接获得来自原子的频率稳定性。并且原子气室作为原子吸收测量装置的核心部件，需要提供高信噪比的谱线信号。

因此，设计一种结构简单，同时能提供高信噪比谱线信号的原子气室，已经成为迫切需求的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种无缓冲气体的谱线测量气室结构，该结构漏率低，工作状态稳定，可以连续稳定工作。

实现本发明目的的具体技术方案是：

一种无缓冲气体的谱线测量气室结构，该气室结构包括：气室窗口、气室壳体、真空维持阀门、原子回流网、电阻丝系统、保温棉、温度显示装置和加热电源，所述气室壳体为管状，气室窗口同轴对称设置于气室壳体两端，并通过法兰与气室壳体连接；

所述原子回流网为金属网，设于气室壳体内中部，覆盖气室壳体内壁长度的50-60%，覆盖气室壳体内壁筒形区域360°；

所述真空维持阀门通过连接管与气室壳体连通，连接管固定于对应原子回流网区域外的气室壳体上；

所述电阻丝系统包括：

设置于气室壳体外壁对应原子回流网区域的数层高温水泥；

均匀设置于两层高温水泥之间的热偶；

缠绕于热偶外层高温水泥上的电阻丝；

敷设于电阻丝上的高温水泥层；

所述电阻丝系统的热偶与温度显示装置连接，电阻丝与加热电源连接；

所述保温棉包覆于电阻丝系统的敷设于电阻丝上的高温水泥层外。

所述气室壳体长度为0.5m-2m；所述气室窗口通光直径至多13mm。

所述高温水泥为耐温1400℃，体电阻率至少10⁸Ω-cm、热胀系数至多1×10^-5的水泥，每层厚度1-3mm。

本发明克服了传统气室的缺点，具有以下优势：