[发明专利]真空原子气室制作方法及使用其的装置

说明书

本发明提供了一种真空原子气室制作方法及使用其的装置，该方法包括：对玻璃管道和真空管道抽真空，对原子气室本体的漏率进行检测；将加热组件和制冷组件设置在玻璃管道上，加热组件和制冷组件用于使玻璃管道形成温度梯度；加热组件和制冷组件沿玻璃管道移动，设定时间后，将碱金属全部转移至原子气室本体内；将多个气体充入原子气室本体中，对原子气室本体内的各个气体压力进行检测，当各个气体的分压处于设定阈值范围内时，完成原子气室的制作；当任一气体的分压不在设定阈值范围内时，对气体分压进行调整，直至各个气体的分压均处于设定的气体分压阈值范围内。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中无法对充入的气体进行精密定量的技术问题。

技术领域

本发明涉及原子气室技术领域，尤其涉及一种真空原子气室制作方法及使用其的装置。

背景技术

核磁共振陀螺及原子磁强计中的原子气室与内部原子构成敏感表头，是其核心部件之一。高性能的磁共振气室内部需充入高纯度无污染的工作气体(如淬灭、缓冲等功能)。随着气室尺寸的减小，内部气体容量随之减小，由玻璃材料释放的杂质气体比例相应升高。为了制作低杂质气体含量的磁共振气室，需要超高真空系统，实现超高真空与正压复合混气工艺，满足He、129Xe、131Xe、N2、H2等气体的混合，真空度优于10^-6Pa；需要对气室零件的清洗、除气及真空预处理进行更严格的控制；同时，为保障充入气体的比例、压力严格满足设计要求，需要对充入的气体进行精密定量；对充入的碱金属进行在线检测及定量控制。现市场上无专门的设备进行原子气室制备，真空管路与高压管路无法兼容，气体与碱金属充入无法精密控制等不足。

发明内容

本发明提供了一种真空原子气室制作方法及使用其的装置，能够解决现有技术中无法对充入的气体进行精密定量的技术问题。

根据本发明的一方面，提供了一种真空原子气室制作方法，原子气室制作方法包括：将原子气室本体与玻璃管道相连接，将玻璃管道与真空管道相连接；对玻璃管道和真空管道抽真空，对原子气室本体的漏率进行检测，当原子气室本体的漏率超出设定漏率阈值范围时，更换原子气室本体，直至原子气室本体的漏率处于设定漏率阈值范围内；将加热组件和制冷组件设置在玻璃管道上，加热组件位于靠近玻璃管道中碱金属源的一侧，加热组件和制冷组件用于使玻璃管道形成温度梯度；加热组件和制冷组件沿玻璃管道移动以使碱金属沿玻璃管道实现定向转移，设定时间后，将碱金属全部转移至原子气室本体内；将原子气室的多个气体充入原子气室本体中，对原子气室本体内的各个气体压力进行检测，当原子气室本体内的各个气体的分压处于设定的气体分压阈值范围内时，完成原子气室的制作；当任一气体的分压不在设定的气体分压阈值范围内时，对任一气体的分压进行调整，直至原子气室内的各个气体的分压均处于设定的气体分压阈值范围内，完成原子气室的制作。

进一步地，原子气室内的碱金属包括第一碱金属和第二碱金属，在加热组件和制冷组件沿玻璃管道移动以使碱金属沿玻璃管道实现定向转移之前，原子气室制作方法还包括：根据设定的第一碱金属和第二碱金属的密度比确认待充入的两种碱金属的质量比；在加热组件和制冷组件沿玻璃管道移动以使碱金属沿玻璃管道实现定向转移之后，原子气室制作方法还包括：构建光强检测回路以检测由激光光源的光线经原子气室透射后的光强数据，基于由激光光源的光线经原子气室透射后的光强数据以及激光光源发出的激光的初始光强计算获取第一碱金属的密度和第二碱金属的密度，根据第一碱金属的密度和第二碱金属的密度计算获取第一碱金属和第二碱金属的密度比；当第一碱金属和第二碱金属的密度比超出设定密度比阈值范围时，继续向原子气室充入第二碱金属，重复上述过程，直至第一碱金属和第二碱金属的密度比处于设定密度比阈值范围；当第一碱金属和第二碱金属的密度比小于设定密度比阈值范围时，继续向原子气室充入第一碱金属，重复上述过程，直至第一碱金属和第二碱金属的密度比处于设定密度比阈值范围。