[发明专利]一种用于汞离子微波频标的电子枪装置

说明书

本申请公开了一种用于汞离子微波频标的电子枪装置，包括顺序装配的法兰、阴极灯丝、阳极结构、离子阱结构；法兰电极外接电子枪电路，使阴极灯丝相对于阳极结构为负电压；所述阳极结构为中心开孔的不锈钢圆环板，板平面与阴极灯丝发出电子束方向垂直；所述阳极结构通过阳极支撑结构固定到法兰；所述离子阱结构包含柱电极和帽电极，帽电极中心开孔，使电子束能够进入到离子阱的中心；所述离子阱结构通过离子阱支撑结构和所述阳极结构固定连接，且离子阱横截面和阳极结构同心。本申请的装置解决目前汞离子微波频标用电子枪体积大、使用复杂及发散角大等问题。

技术领域

本申请涉及微波测量技术领域，尤其涉及一种用于汞离子微波频标的电子枪装置。

背景技术

汞离子微波频标是一种新型频标，采用了不同于氢、铷、铯等传统原子频标的全新工作原理。其具有基本不受实物粒子和外场的扰动，运动效应小和量子态相干时间长等内在特点，谱线宽度极窄，各种频移很小。其中一个主要的原因是通过在离子阱施加静电场、磁场或者射频场，将工作离子囚禁于超高真空的离子阱中心，使离子完全孤立，处于“完全静止状态”，不受到外界的干扰，因此可大大提高汞离子微波频标的性能指标。而汞离子的产生的关键技术就是电子枪离化，氧化汞加热后产生汞蒸汽，然后通过电子枪对其进行离化，得到所需的汞离子。

目前进行汞离子微波频标研究时，电子枪一般采购国外产品，通常比较复杂、体积比较大，但是随着研究的深入，要想提高汞离子微波频标的集成化和小型化，则需要改进电子枪，目前的电子枪存在以下问题：一方面，体积大、使用复杂，不利于集成和小型化；另一方面，电子枪发散角大，导致真空变差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于汞离子微波频标的电子枪装置，用以解决目前汞离子微波频标用电子枪体积大、使用复杂及发散角大等问题。

本申请实施例提供一种用于汞离子微波频标的电子枪装置，包括顺序装配的法兰、阴极灯丝、阳极结构、离子阱结构；

法兰电极外接电子枪电路，使阴极灯丝相对于阳极结构为负电压；

所述阳极结构为中心开孔的不锈钢圆环板，板平面与阴极灯丝发出电子束方向垂直；所述阳极结构通过阳极支撑结构固定到法兰；

所述离子阱结构包含柱电极和帽电极，帽电极中心开孔，使电子束能够进入到离子阱的中心；所述离子阱结构通过离子阱支撑结构和所述阳极结构固定连接，且离子阱横截面和阳极结构同心。

优选地，所述电子阴极灯丝、阳极结构、离子阱结构位于一真空腔内。进一步优选地，所述真空腔的在真空度≤2E-8Pa。

优选地，所述帽电极的纵向剖面呈T字形，中心开孔的金属体伸入柱电极围成的腔内。

进一步优选地，在本申请任意一项用于汞离子微波频标的电子枪装置的实施例中，所述负电压的绝对值不小于200V。

进一步优选地，在本申请任意一项用于汞离子微波频标的电子枪装置的实施例中，所述阳极结构中空直径为4mm。

进一步优选地，在本申请任意一项用于汞离子微波频标的电子枪装置的实施例中，所述帽电极的中心开孔直径为3mm。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

通过本发明研制的电子枪装置体积小，使用简单，易于小型化、实用化。

本发明研制的电子枪效率高，所需电流小，因此对系统真空基本没有影响。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明一种用于汞离子微波频标的电子枪装置示意图。