科创中国

高新技术改造传统产业,高性能、智能化仪器仪表

本发明的目的在于提供了一种小铷钟批量收铷装置，其操作简单，节约能耗，一次性收铷成功率高，易于铷灯泡和集成滤光共振泡的批量生产。 本发明由机架、烘箱、控温系统、水箱、闭循环冷水系统和泡支架五部分组成。其中控温系统由热电偶、单相调压器和螺纹加热管组成。 机架主要安装水箱和烘箱，使二者操作简单，结构稳定。 水箱是泡架的承载体，保证水位能到泡架的一定高度。 该系统为整套设备提供水温和水流可控，且进水出水可循环利用。 温度控制系统包括螺纹加热管、单相调压器、热电偶。用螺纹加热管对空气进行加热，其优点是升温快，发热均匀，散热性能好，热效率高，使用寿命长，成本低。用单相调压器对螺纹加热管上的电压进行调节，达到控温的效果。热电偶测量烘箱内的温度。 泡支架的作用有三，一是固定集成泡，二是将水温传递到泡尾，三是水箱和烘箱的温度隔离层。

被动型铷原子频标具有体积小、质量轻、功耗低、抗恶劣环境等特点，中短稳定度优于铯原子频标，准确度和漂移率满足一定的需求，被广泛应用于导航、测速、测距、时间同步和通信等军用和商用领域。频标的性能指标主要由物理系统决定，其中灯泡和集成滤光共振泡中的充铷量决定了频标的寿命。为了确保频标的可靠性和高寿命，需在灯泡和集成滤光共振泡中充入足够多的金属铷，但多余的金属铷在泡身中会影响频标的性能指标。无论是灯泡还是集成滤光共振泡中的金属只有极少一部分形成蒸汽原子，通常情况下绝大部分铷以液体状态凝结在玻璃泡内壁上，形成金属膜。在实验过程中，常常会遇到启动激励功率比较大且难以启辉的问题，其原因就是灯泡内壁形成了铷金属膜，使射频场短路。即使在谱灯发光以后，铷金属的存在也会使光强不稳定。因为金属膜是可以流动的，位置不确定。显然这会直接影响发光的稳定性。克服这种影响的方法是为铷灯泡和集成滤光泡人为设置一个“冷端”，使多余的铷处于温度较低的地方。将形成足够的饱和蒸汽压以外多余的铷金属存于玻璃泡的尾部，而不是凝结在其它地方，这对铷灯泡和集成滤光泡的稳定工作至关重要。

王艳，博士，副教授，硕士研究生导师 研究方向：有机功能材料理论计算，反应动力学。 主持过的科研项目： F- + CH3Y→ CH3F + Y- [Y=F, Cl, I]类SN2反应的高维量子动力学研究，国家自然科学基金地区基金；