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一种用于真空环境下产生原子蒸气束的装置

发布时间: 2022-11-12

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式: 技术转让
成果类型: 发明专利
行业领域:
高新技术改造传统产业,高性能、智能化仪器仪表
成果介绍
原子蒸气束的产生一般都是通过提供电流加热样品炉的方式获得,例如钙原子的产生是通过空心不锈钢管制成的炉子,在通电后,炉管内温度升至约300摄氏度,钙原子蒸气压上升,并沿着钢管喷出穿过离子阱中心。但是仍存在同等温度下饱和蒸气压远远低于 钙的金属,如铝,为了获得近似相同浓度的铝原子蒸气,需要电流加热至700度以上,如果采用相同的不锈钢钢管炉,需要提供非常大的加热电流才可以达到所需温度,然而一般的真 空馈通无法承受如此大的电流,因此无法使用此种极其简单的原子蒸气束产生装置。本发明提供一种用于真空环境下产生原子蒸气束的装置,该装置包含高纯度的样品、炉管、钨丝、陶瓷套管和遮光外层。采用本发明的装置,可以在较低电流下获得较高温度,解决了在真空中获得较高温度下饱和蒸气压的金属的原子蒸气束的问题,可广泛用于光学频标、量子光学、量子信息等领域。
成果亮点
在光频标实验中,参考的物理体系主要有原子体系和离子体系,其中目前基于原子体系的光频标主要参考光晶格内的多个囚禁原子来实现;而基于离子体系的光频标主要参考囚禁离子来实现。离子体系需要离子阱利用电磁场将离子俘获和稳定囚禁在空间一定范围内,而离子的产生正是离子光频标至关重要的一环。原子蒸气束通过阱中心,一种是电子轰击的方式,打开灯丝,在加速极和灯丝之间加上40-100V的加速电压,阱中心的原子被电子轰击电离,如果产生的离子的初始动能小于势阱深度将会被离子阱囚禁;另一种为利用激光作用于相关能级,通过光电离的方式产生离子并囚禁于离子阱。 本发明包括:样品;炉管;钨丝;陶瓷套管;遮光外层;第一端子;第二端子。其中,优选的,炉管2为氧化铝材质。优选的,遮光外层5为铟箔。优选的,高纯度的样品1为高纯度铝丝,铝含量为***%(5N)。与现有技术相比,具有以下优点: 可以在小电流的情况下达得较高的温度,此装置本身设计减小了光噪声本底,使用方便。可广泛用于光学频标、量子光学、量子信息等领域。
团队介绍
黄学人,男,1974年10月生,博士,研究员,博士生导师,2001年博士毕业于中科院武汉物理与数学研究所。博士期间从事小型化高稳星载铷原子频标和激光抽运铷原子频标的工作。2001年8月至2002年9月在瑞士FRIBOURG大学物理系原子分子物理Antoine Weis小组做博士后,开展固体氦中铯原子的精密谱光谱实验研究。于2002年9月回中科院武汉物理与数学研究所工作,从事离子阱光频标及精密谱的研究工作。于2005年和2007年两度赴美国JILA访问和合作研究。现任中国科学院原子频标重点实验室副主任。主持了多项国家自然科学基金及科学院仪器研制项目,和科技部的科技支撑计划项目。发表论文和专利共20多篇。
成果资料
产业化落地方案
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