[发明专利]一种用于产生高准直度原子束流的内加热超高温装置

说明书

本发明属于产生高准直度原子束流技术领域，具体涉及一种用于产生高准直度原子束流的内加热超高温装置。通过本体外侧设置的真空腔外壳及一端分别设置的法兰电极、电穿心和水穿心；以及真空腔外壳内设置的水冷设备，水冷设备由水冷内壁，水冷管道，水冷外壁组成；真空腔外壳内设置的用于支撑加热器和水冷设备的陶瓷底座；加热器用于对坩埚主体进行加热，加热器套入于坩埚主体；坩埚主体一端设置有原子炉炉盖；与原子炉炉盖同侧且位于真空腔外壳另一端设置有出射法兰；可以在冷原子实验系统中，为冷原子实验系统提供高质量高纯度的原子束流。冷原子系统来进行量子模拟。通过添加人工规范场，可以研究拓扑问题，在冷原子实现费米气体的自旋轨道耦合。

技术领域

本发明属于产生高准直度原子束流技术领域，具体涉及一种用于产生高准直度原子束流的内加热超高温装置。

背景技术

现目前，产生纯净原子束流的超高温装置是一种将固体物质气化、用于产生空间分布和密度可控的纯净的原子束的实验装置。纯净的原子束具有研原子传播方向速度分布很窄、准直度高的特点，目前已经在高分辨原子光谱、原子动力学，量子调控测量等方面有着广泛的应用。

原子光谱是由原子中的电子在能量变化时所发射或吸收的一系列光所组成的光谱。对原子光谱的研究是探索原子核外电子排布的重要手段之一，在物理和分析化学中，通过发射或吸收光谱来鉴定物质。光谱学也同样大量运用在天文学和遥感领域。

市面上普遍使用类似的产生原子束流的装置是真空镀膜机一类，此类设备的系统体积较大，便携性和可移动性很差，功率消耗较大，真空洁净度要求不高，得到的原子束流可能会有杂质。以及真空镀膜机使用类似装置的目的是为了均匀的镀膜，真空镀膜机里得到的原子束流是四溅的，原子束流的发生装置不能很好的控制原子束流的密度，无法调整原子束流的准直度，以及该功率一般配备的水冷设备体积很大，便携性也很差，所以不适用于实验使用。

由于目前部分需要使用到原子束流的冷原子实验装置都是使用塞满减速器冷却后用使用MOT来进行捕获，只降低沿原子束流传播方向的速度，所以对产生的原子束流就有了一定的要求。需要前置装置产生的原子束流是纯净的单质原子状态，不能有其他杂质，但是某些材料可能会与实验所需的金属单质发生反应，所以要根据实验所需要的金属单质选择盛放固体物质的容器材料。还需要前置原子束流发生装置可以有效的控制原子束流的密度，使原子的发散角尽量小，准直度较好，才能让后续原子光阱尽可能多的捕获原子，提高有效原子单质数量，也能提高后续实验质量。

由于可以满足以上需求的原子束发生装置需要在高温下工作，目前较为常见的原子束发生装置的加热方式都是外加热方式。外加热是一种较为容易实现的加热方式，主要通过在设备的外部缠绕加热丝或者加热带再用石棉包裹达到加热保温效果，使用条件低，操作简单。但是外加热的加热功率需求大，一般直接使用220V电压接入，加热材料直接接触到空气容易氧化，保温效果差散热快，长时间的外部加热有可能导致设备的法兰接口部分融化打不开，设备的工作寿命短。针对这种外加热的弊端，以及目前的实验需求中越来越需要体积小方便更换的原子束流发生设备，并且根据不同实验需求所以需要的原子也不同就需要更换实验基础材料。

因此，针对以上技术问题缺陷，急需设计和开发一种用于产生高准直度原子束流的内加热超高温装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于产生高准直度原子束流的内加热超高温装置；

本发明的目的是这样实现的：所述装置本体外侧设置有真空腔外壳；所述真空腔外壳的一端分别设置有法兰电极、电穿心和冷却水的流通的水穿心；所述真空腔外壳一端的外侧设置有抽气开口；

所述真空腔外壳内设置有水冷设备，所述水冷设备由水冷内壁，水冷管道，水冷外壁组成；所述真空腔外壳内还设置有用于支撑加热器和所述水冷设备的陶瓷底座；

所述加热器用于对坩埚主体进行加热，并且所述加热器套入于所述坩埚主体；所述坩埚主体的一端设置有原子炉炉盖；与所述原子炉炉盖同侧且位于所述真空腔外壳另一端设置有出射法兰。