[发明专利]一种高干燥效率的碱金属气室及其干燥方法

说明书

本发明所述的一种高干燥效率的碱金属气室及其干燥方法，通过设置与气室主体错位相切的进气尾管和出气尾管，使得用于干燥的氮气等惰性气体在重力和切向力的作用下，沿着气室主体内壁形成旋风状气流，对气室内壁表面的残留清洗液进行高效率干燥。该高干燥效率的碱金属气室可以保证碱金属气室的洁净度，不受干燥操作环境洁净度的影响，缩短气室干燥时间，在提高碱金属气室内抗弛豫涂层的质量方面具有重大的意义。

技术领域

本发明涉及一种碱金属气室，特别是一种高干燥效率的碱金属气室及其干燥方法。

背景技术

碱金属气室是利用碱金属原子自旋的属性进行超高灵敏度的磁场和惯性测量的特制透明玻璃泡，广泛应用于原子陀螺、原子钟、原子磁强计等众多研究领域中。碱金属气室内部设有用于抑制碱金属原子与气室内壁之间碰撞弛豫的抗弛豫涂层。抗弛豫涂层的质量会影响碱金属气室的质量。在抗弛豫涂层制作过程中，需要多次对气室内壁进行烘干。例如，以“干膜”十八烷基三氯硅烷(OTS)涂层的制作为例，其制作过程包括四个步骤：清洗、镀膜、充制和固化。在“清洗”步骤，通常采用强氧化性的食人鱼(Piranha)溶液，一方面对碱金属气室内壁进行清洁，去除气室内壁附着的杂质，另一方面在气室内壁形成一层羟基基团，便于OTS分子在气室内壁表面成膜。该清洗步骤为湿法清洗，清洗结束需要对气室内壁进行干燥后方可进行镀膜操作。目前对气室内壁进行干燥一般采用真空烘箱烘干或者氮气等惰性气体吹干的方式。采用真空烘箱烘干的方式对气室内壁进行干燥时，存在烘干后需要降温后取出、即干燥时间长的问题，且可能使玻璃气室内壁受到污染，进而影响抗弛豫涂层的制作和碱金属气室的最终质量。采用氮气等惰性气体吹干的方式对气室内壁进行干燥时，由于传统碱金属气室的结构只有一个碱金属气室尾管氮气等惰性气体难以进入气室内部；或具有两个直接相对分布的碱金属气室尾管，氮气等惰性气体难以遍历整个气室内壁，造成了氮气等惰性气体吹干的方式对气室内壁进行干燥的难度较大、且不能有效地干燥整个气室内壁。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种高干燥效率的碱金属气室及其干燥方法，该高干燥效率的碱金属气室通过设置与气室主体错位相切的进气尾管和出气尾管，使得用于干燥的氮气等惰性气体在重力和切向力的作用下，沿着气室主体内壁形成旋风状气流，对气室内壁表面的残留清洗液进行高效率干燥。该高干燥效率的碱金属气室可以保证碱金属气室的洁净度，不受干燥操作环境洁净度的影响，缩短气室干燥时间，在提高碱金属气室内抗弛豫涂层的质量方面具有重大的意义。

本发明技术方案如下：

一种高干燥效率的碱金属气室，包括圆柱形透明气室壳体和与透明气室壳体内部相连通的进气尾管和出气尾管，所述进气尾管和出气尾管的侧面均与所述透明气室壳体的圆柱侧面相切，所述进气尾管与所述出气尾管的轴线相互平行且均垂直于所述透明气室壳体的轴线；所述进气尾管与所述出气尾管的轴线不在所述透明气室壳体的同一个横截面上，且所述进气尾管的轴线接近所述透明气室壳体的上底面，所述出气尾管的轴线接近所述透明气室壳体的下底面。作为优选，与所述进气尾管和所述出气尾管的轴线相垂直的所述透明气室壳体的轴截面为分界面，所述进气尾管与所述出气尾管分别处于所述分界面的两侧。

作为优选，与所述进气尾管和所述出气尾管的轴线相垂直的所述透明气室壳体的轴截面为分界面，所述进气尾管与所述出气尾管分别处于所述分界面的同侧，所述进气尾管的自由端向所述透明气室壳体的上底面方向垂直延伸设有有进气支管，所述出气尾管的自由端向所述透明气室壳体的下底面方向垂直延伸设有出气支管。

作为优选，所述进气尾管与所述出气尾管的轴线在所述透明气室壳体横截面上的投影相互重合。

作为优选，所述进气尾管的侧面与所述透明气室壳体的上底面相切，所述出气尾管的侧面与所述透明气室壳体的下底面相切。