一种汞光谱灯制造技术

本发明专利技术公开了一种汞光谱灯，包括：气泡腔室和激励盒，其中：激励盒包括：用于传输微波信号的信号馈入单元、通过同轴线缆与信号馈入单元相连的射频功率放大传输单元；气泡腔室包括：蓝宝石发光泡、加热器、螺旋线；螺旋线缠绕在蓝宝石发光泡外表面，与射频功率放大传输单元的输出端的导线相连，为蓝宝石发光泡提供经过射频放大后的微波信号；加热器用于为蓝宝石发光泡加热；蓝宝石发光泡内填充有汞同位素，当加热器加热到设定温度时，蓝宝石发光泡内的汞离子在螺旋线提供的微波信号的作用下，发出包含设定波长的激光。采用蓝宝石发光泡可以极大程度降低或避免在工作过程中，内部的汞离子受杂质污染以及汞离子的损耗，有效增加汞光谱灯的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光谱灯领域，尤其涉及一种用于获得汞离子微波频标的汞光谱灯。
技术介绍
原子频标(也称为原子钟)广泛应用于定位、导航、通信、军事等多个领域。原子频标是针对相应的原子(如:铷、铯等原子)进行作用，使原子发生跃迀现象，从而获得原子跃迀后发出的光谱，再进一步根据光谱得到相应的原子频率标准(即，原子频标)。目前，汞离子微波频标作为一种新型原子频标，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、运动效应小以及量子态相干时间长等特点，所得到光谱的谱线宽度极窄，频移很小。因此，基于汞离子微波频标也得到了广泛的应用，现有技术中，通常采用两种方式来获得汞离子微波频标:一种方式为采用汞光谱灯获得汞离子微波频标；另一种方式为采用深紫外激光器代替汞光谱灯，该方式同样可获得与汞离子微波频标相同的频标。但是，上述现有的方式存在如下问题:对于第一种方式而言，传统的汞光谱灯的发光泡是由玻璃或石英材料制成，当汞光谱灯工作时，由于玻璃或石英中存在杂质，将影响发光泡内汞的离化率，导致汞离子离化率较低，并且，汞离子会与玻璃或石英中的杂质发生化学反应，导致发光泡内的汞离子受到污染、增加了汞离子的损耗，从而缩短了汞光谱灯的使用寿命。对于第二种方式而言，深紫外频段激光难以直接获得，需要采用四倍频或多倍频的方法，也即，需要在深紫外激光器中额外设置相应的激光倍频元件，这将增加系统的复杂度;另外，由于深紫外激光能量较高，倍频晶体等光学元件易老化，使用一段时间后，输出功率明显下降，因此需要经常调节倍频晶体的位置，以获得最大的输出功率，显然，这将导致稳定性较差，且经常调节使得操作过于繁琐。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种汞光谱灯，用以解决现有技术中获得汞离子微波频标的方式存在缺陷的问题。本专利技术提供一种汞光谱灯，所述汞光谱灯包括:气泡腔室和激励盒，其中:所述激励盒包括:与外部电路相连接且用于传输微波信号的信号馈入单元、通过同轴线缆与所述信号馈入单元相连的射频功率放大传输单元;所述射频功率放大传输单元的输出端通过导线穿过所述激励盒连接于所述气泡腔室内部；所述气泡腔室包括:蓝宝石发光泡、加热器、螺旋线;所述螺旋线缠绕在所述蓝宝石发光泡外表面，与所述射频功率放大传输单元的输出端的导线相连，为所述蓝宝石发光泡提供经过射频放大后的微波信号;所述加热器用于为所述蓝宝石发光泡加热；所述蓝宝石发光泡内填充有汞同位素，当所述加热器加热到设定温度时，所述蓝宝石发光泡内的汞同位素在所述螺旋线提供的微波信号的作用下，离子化形成汞离子，并发出包含设定波长的激光。进一步地，所述激励盒还包括:用于固定所述射频功率放大传输单元的底板、以及用于固定所述底板的垫圈；所述气泡腔室还包括:电容、可阀、灯底座、铝制保护壳、玻璃纤维三脚架、招窗、深紫外滤光片、外壳；所述蓝宝石发光泡通过所述可阀与所述灯底座固定连接;所述铝制保护壳设于所述蓝宝石发光泡外侧，并与所述灯底座固定连接;所述螺旋线另一端还与所述电容连接，并通过所述铝制保护壳的通孔以及所述激励盒上的通孔，进入所述激励盒后接地;所述铝制保护壳通过所述玻璃纤维三脚架与所述外壳固定连接;所述外壳与所述激励盒固定连接；所述铝窗与所述铝制保护壳固定;所述深紫外滤光片固定于所述外壳上的发光口处，用于滤除由所述蓝宝石发光泡发出的非设定波长的激光;所述深紫外滤光片、铝窗以及所述蓝宝石发光泡处于同一直线上。进一步地，所述蓝宝石发光泡为圆柱形发光泡，且所述蓝宝石发光泡的长度为1mm?30mm，圆形截面的直径为3mm?20mm。进一步地，所述蓝宝石发光泡内填充有0.5?3毫克2t32Hg+同位素，以及I?3Torr氩气。进一步地，外部电路传输的所述微波信号的频率为10MHz?400MHz，功率为-5dBm?5dBm0进一步地，所述微波信号经所述射频功率放大传输单元的功率放大为30dBm?50dBm。本专利技术实施例中所采用的蓝宝石发光泡与现有的玻璃或石英材料的发光泡不同，由于蓝宝石发光泡的材料中极少存在甚至不存在杂质，所以，可以极大程度降低或避免蓝宝石发光泡在工作过程中，内部的汞离子受杂质污染以及汞离子的损耗。这将有效增加汞光谱灯的使用寿命。另外，采用本专利技术实施例中的上述汞光谱灯，可以稳定、良好地获得相应的汞光谱(尤其是波长为194.2nm的汞光谱)，并进一步获得汞离子微波频标，也就无需使用操作复杂且不稳定的深紫外激光器。【附图说明】此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中:图1为本专利技术实施例提供的一种汞光谱灯的结构示意图。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术具体实施例及相应的附图对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，为本专利技术实施例提供的一种汞光谱灯Dl的结构示意图，具体地，汞光谱灯DI包括:激励盒1和气泡腔室20。激励盒10中包括:与外部电路(并未在图1中示出)相连接且用于传输微波信号的信号馈入单元101;通过同轴线缆102与信号馈入单元101相连的射频功率放大传输单元103。在本专利技术实施例中，射频功率放大传输单元103的输出端通过导线通过激励盒10以及气泡腔室10上开设的通孔，穿过激励盒10连接于气泡腔室20内部。此外，激励盒10中还包括外罩104、用于固定射频功率放大传输单元103的底板105、以及用于固定底板105的垫圈106。气泡腔室20中包括:蓝宝石发光泡201、加热器202、螺旋线203。在本专利技术实施例中，螺旋线203缠绕在蓝宝石发光泡201外表面，与射频功率放大传输单元103的输出端的导线104相连，为蓝宝石发光泡201提供经过射频放大后的微波信号。加热器202用于为蓝宝石发光泡201加热。此外，在气泡腔室20中，还包括:电容204、可阀205、灯底座206、铝制保护壳207、玻璃纤维三脚架208、铝窗209、深紫外滤光片210、外壳211。具体地，蓝宝石发光泡201通过可阀205与灯底座206固定连接;铝制保护壳207设于蓝宝石发光泡201外侧，并与灯底座206固定连接;螺旋线203另一端还与电容204连接，并通过铝制保护壳207的通孔以及激励盒10上的通孔，进入激励盒10后接地;铝制保护壳207通过玻璃纤维三脚架208与外壳211固定连接;外壳211与激励盒10固定连接;铝窗209与铝制保护壳207固定;深紫外滤光片210固定于外壳211上的发光口处，用于滤除由蓝宝石发光泡201发出的非设定波长的激光；深紫外当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汞光谱灯，其特征在于，所述汞光谱灯包括：气泡腔室和激励盒，其中：所述激励盒包括：与外部电路相连接且用于传输微波信号的信号馈入单元、通过同轴线缆与所述信号馈入单元相连的射频功率放大传输单元；所述射频功率放大传输单元的输出端通过导线穿过所述激励盒连接于所述气泡腔室内部；所述气泡腔室包括：蓝宝石发光泡、加热器、螺旋线；所述螺旋线缠绕在所述蓝宝石发光泡外表面，与所述射频功率放大传输单元的输出端的导线相连，为所述蓝宝石发光泡提供经过射频放大后的微波信号；所述加热器用于为所述蓝宝石发光泡加热；所述蓝宝石发光泡内填充有汞同位素，当所述加热器加热到设定温度时，所述蓝宝石发光泡内的汞同位素在所述螺旋线提供的微波信号的作用下，离子化形成汞离子，并发出包含设定波长的激光。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王暖让，陈星，李春景，赵环，杨仁福，
申请(专利权)人：北京无线电计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11