一种光谱灯的制备方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种制作１９４．２ｎｍ光谱灯发光泡的制作方法及装置，首先设计了光谱灯发光泡的泡壳，它是由石英材料制作，直径为６－１２ｍｍ，长１０ｍｍ，一端面为ＪＧＳ１材料，对１９４．２ｎｍ光的透过率是８５％以上，接着对发光泡的表面进行简单的除杂，然后通过真空制备装置和高温加热除去发光泡里的杂质气体，在杂质除完以后向发光泡里充入缓冲气体和工作物质，实现发光泡制作的装置，将设计好的泡壳连接到玻璃架上，玻璃架通过玻璃连接金属的可阀连接到真空制备装置上，这种制泡方法简单，充汞量可以精确控制，充入的汞几乎没有损失，而且杂质含量非常少，１９４．２ｎｍ的发光强度可以通过控制充入的汞量和缓冲气体的压强来改变，该制泡方法非常适合汞离子微波频标的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光谱灯的制备方法，尤其涉及一种光谱灯发光泡的制备方法，该方法简单、 方便，特别是对充入的汞量能精确的控制，充入的工作物质几乎没有损失，而且该光谱灯发出 的194nm谱线纯度好，杂质谱线较少，本专利技术还涉及一种制备光谱灯的装置，特别适用于原子 或者汞离子微波频标中抽运光源的应用。
技术介绍
囚禁汞离子(Hg+)微波频标因其独有的特点和高性能指标受到重视，国外经过多年的长期 支持和发展，已研制出能长期、连续、可靠运行，体积、重量和环境性能均可满足星载要求的 汞离子微波钟的工程样机，但其关键技术严格封锁，如星载的汞离子微波频标关键技术之一是 波长为194nm的光谱灯的研制，它取代昂贵、技术复杂的深紫外激光器系统，使汞离子(Hg+) 微波频标体积、重量大大减小，为了研制高性能汞(Hg+)离子微波频标，194nm光源是必须突 破的关键技术之一，由于194nm的光处于深紫外波段，国外对其制泡方法和制泡过程严格封锁， 而且亲离子微波频标中所需194nm光源的发光泡不能利用传统的制泡方法来制作，传统的制泡 方法制备的泡，不能控制充入的汞量，汞的浪费很大，而且发光泡发出的谱线很杂，对实验上 所需的194nm的谱线干扰很大，本专利公开了一种波长为194nm光谱灯发光泡的制作方法，它 主要弥补了传统制泡方法中不能精确控制充入的汞量和汞的损失较大的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是在于提供了一种光谱灯发光泡的制备方法，该方法简单、方便，制作的 194nm的光谱灯发光效果好，谱线纯度较高，并且能精确控制发光泡中充入的工作物质以及缓 冲气体的量，特别适用于汞离子微波频标中抽运光源的制作。本专利技术的另一个目的是在于提供了一种制备光谱灯发光泡的装置，该装置结构简单，特别 是充汞装置简单而且高效，并且没有引入杂质，传统的制泡充汞装置是通过加热汞，使汞扩散 到泡里，这样就有大量的汞附着在装置上，导致汞的损失，充入到发光泡里的汞量非常少，并 且发光泡里充入的汞量是无法估计的，该装置不仅可以精确控制充入的汞量，而且汞在充入时 几乎没有损失，对缓冲气体的充入同样可以精确的控制，这对于充入价格比较昂贵的工作物质是非常适用的，使用该装置制备的光谱灯发出的谱线纯度好，特别适用于汞离子微波频标中抽 运光源的应用。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术措施一种光谱灯发光泡的制备方法，其步骤是A、 设计发光泡的外壳；外壳采用石英玻璃材料制作，直径为6-12mm,长8-12mm， 一端面为JGS1石英玻璃材料； JGS1材料是一种玻璃陶瓷标准中的石英玻璃，它的特性是对波长在185nm-1200nm之间 的光通过率比较高，厚度为10mm的JGS1石英玻璃对194.2nm光的透过率是85%以上。B、 对发光泡进行清洗，去除杂质.-a、 用质量百分比为8%-12%的氢氟酸溶液浸泡泡的外壳10-15分钟；b、 用蒸馏水稀释清洗2-4次；c、 用氨水中和冲洗；d、 用蒸馏水冲洗2-4次；e、 用超声波清洗25-40分钟，除去泡里的不易清除的固体颗粒；f、 用蒸馏水清洗2-4次，使泡的表面光滑，除去了泡里不易除去的杂质。C、 除去泡内杂质气体a、 将泡焊接到与真空制备装置相连的玻璃架上b、 开启组合真空泵对泡进行除气，通过连续72-80小时的真空抽气，使得泡里的真空 处于2 X 10—6Pa-5 X l(T6Pa之间；c、 通过烤箱加热烘烤泡架和玻璃架，除去泡里的杂质气体，烘烤时间为24-30小时， 烘烤温度为390-41(TC;D、 向泡内充入缓沖气体；通过调节连接在气瓶上的微漏阀向泡里充入缓冲气体氩气或氪气，充入的量为 0.1-0.5Torr(lTorr约为133Pa)，压力规用于监测充入缓冲气体的压强。E、 向发光泡内注入汞；充入缓冲气体后，关闭微漏阀，保持真空状态下，将充有缓冲气体的发光泡和装有汞的玻 璃管整体切下，将玻璃管中的汞通过玻璃管缓慢倒入泡里，然后将玻璃管单独切割下来，将泡 密封，完成194nm光谱灯发光泡的制作，整个过程保持泡里无杂质气体进入。一种制备光谱灯发光泡的装置，是由玻璃架，泡架，真空制备装置，配气装置，以及冷却 装置组成；其中所述的泡架由装有汞的玻璃管、石英玻璃转接头、泡壳组成，石英玻璃转接头石英的一端通过焊接连接到泡壳上，装有汞的玻璃管通过焊接连接到石英玻璃转接头玻璃一端的侧面上， 石英玻璃转接头玻璃的一端通过焊接连接到玻璃架上。所述的玻璃架通过玻璃连接金属的可阀与真空制备装置连接。所述的真空制备装置由六通、组合真空泵、真空B-A规、离子泵组成，组合真空泵连接到 六通连接组合真空泵的接口上，真空B-A规连接到六通连接真空B-A规的接口上，离子泵连接 到六通连接离子泵的接口上，上述接口之间均通过法兰和无氧铜圈连接密封。所述配气装置由配气管、角阀、压力规、微漏阀、气瓶组成，角阀一端口连接真空制备装 置中的六通连接角阀的接口，角阀的另一端口连接配气管，压力规通过配气管侧壁上的一个端 口连接，气瓶的开口端连接微漏阀的一个端口，微漏阀的另一端口连接配气管的侧壁端口上。所述的冷却装置由循环水槽，水槽进水口，外水槽出水口，内水槽溢出口，水槽抽水口组 成，置于装有汞的玻璃管的下方。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果原子频标中所需194nm光源的发光泡不能利用传统的制泡方法来制作，本专利技术的制泡方法 不仅可以精确控制充入的工作物质的量，而且还保证了充入的工作物质没有损失，本专利技术制成 的发光泡，发出的谱线纯度高，杂质谱线较少，对194nm的光的影响很小，同时可以通过改变 充入的汞量和缓冲气体的压强，来改变制作的光谱灯发出的194nm光的强度。附图说明图1是本制泡方法的装置示意图图2是本制泡方法的装置中的真空制备装置示意图图3是本制泡方法的装置中的玻璃架示意图图4是本制泡方法的装置中的冷却装置示意图图5是本制泡方法的装置中的配气装置示意图图6是本制泡方法的装置中的泡架装置示意图图7是本制泡方法的装置中的泡壳和194nm光谱灯的泡图其中l-装有汞的玻璃管；2-水槽进水口； 3-外水槽出水口； 4-内水槽溢出口； 5-泡壳； 6-石英玻璃转接头；7-玻璃架；8-六通连接真空B-A的接口； 9-六通连接组合真空泵的接口；10-六通连接角阀的接口； ll-角阀；12-成都正华电子有限公司制作的ZDM— I型电容计压力规； 13-微漏阀；14-气瓶；15-角阀；16-水槽抽水口； 17-金属连接玻璃可阀；18-配气管；19-水丰曹；20-机械泵和分子泵联合的组合真空泵；21-北京大学无线电系研制的真空B-A规；22-六通连接 离子泵的接口； 23-六通；24-六通连接角阀15的接口； 25-泡架；26-第一石英泡管；27-第二石英泡管；28-泡的底面，29-194nm光谱灯的泡，31-真空制备装置，32-配气装置，33-冷却装置。具体实施方式 实施例1一种光谱灯发光泡的制备方法，其步骤是A. 设计泡的外壳，如图7所示，外壳采用石英材料制作，第二石英泡管27为直径为10mm， 长为10mm的石英材料制成，第一石英泡管26为直径为6腿长为10min的石英材料制成，将 第一石英泡管26焊接在第二石英泡管27上，第二石英泡管27的一端焊接到泡的底本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种１９４ｎｍ光谱灯发光泡的制作方法，其步骤为：　Ａ、设计发光泡的外壳；　外壳采用石英材料制作，直径为６－１２ｍｍ，长８－１２ｍｍ，一端面为ＪＧＳ１石英玻璃材料；　Ｂ、对发光泡进行清洗，去除杂质：　ａ、用质量百分比为８％－１２％的氢氟酸溶液浸泡泡的外壳１０－１５分钟；　ｂ、用蒸馏水稀释清洗２－４次；　ｃ、用氨水中和冲洗；　ｄ、用蒸馏水冲洗２－４次；　ｅ、用超声波清洗２５－４０分钟；　ｆ、用蒸馏水清洗２－４次；　Ｃ、除去发光泡内的杂质气体：　ａ、将泡架焊接到与真空制备装置相连的玻璃架上；　ｂ、开启组合真空泵对泡进行除气，通过连续７２－８０小时的真空抽气，使得泡里的真空处于２×１０↑［－６］Ｐａ－５×１０↑［－６］Ｐａ之间；　ｃ、通过烤箱加热烘烤泡架和玻璃架，除去泡里的杂质气体，烘烤时间为２４－３０小时，烘烤温度为３９０－４１０℃；　Ｄ、向泡内充入缓冲气体；　通过调节连接在气瓶上的微漏阀向泡里充入缓冲气体氩气或氪气，充入的量为０．１－０．５Ｔｏｒｒ，压力规用于监测充入缓冲气体的压强；　Ｅ、向发光泡内注入汞；　充入缓冲气体后，关闭微漏阀，保持真空状态下，将充有缓冲气体的发光泡和装有汞的玻璃管整体切下，将玻璃管中的汞通过玻璃管缓慢倒入泡里，然后将玻璃管单独切割下来，将泡密封，完成１９４ｎｍ光谱灯发光泡的制作。...

【技术特征摘要】
1、一种194nm光谱灯发光泡的制作方法，其步骤为A、设计发光泡的外壳；外壳采用石英材料制作，直径为6-12mm，长8-12mm，一端面为JGS1石英玻璃材料；B、对发光泡进行清洗，去除杂质a、用质量百分比为8％-12％的氢氟酸溶液浸泡泡的外壳10-15分钟；b、用蒸馏水稀释清洗2-4次；c、用氨水中和冲洗；d、用蒸馏水冲洗2-4次；e、用超声波清洗25-40分钟；f、用蒸馏水清洗2-4次；C、除去发光泡内的杂质气体a、将泡架焊接到与真空制备装置相连的玻璃架上；b、开启组合真空泵对泡进行除气，通过连续72-80小时的真空抽气，使得泡里的真空处于2×10-6Pa-5×10-6Pa之间；c、通过烤箱加热烘烤泡架和玻璃架，除去泡里的杂质气体，烘烤时间为24-30小时，烘烤温度为390-410℃；D、向泡内充入缓冲气体；通过调节连接在气瓶上的微漏阀向泡里充入缓冲气体氩气或氪气，充入的量为0.1-0.5Torr，压力规用于监测充入缓冲气体的压强；E、向发光泡内注入汞；充入缓冲气体后，关闭微漏阀，保持真空状态下，将充有缓冲气体的发光泡和装有汞的玻璃管整体切下，将玻璃管中的汞通过玻璃管缓慢倒入泡里，然后将玻璃管单独切割下来，将泡密封，完成194nm光谱灯发光泡的制作。2. —种制备权利要求l所述的光谱灯发光泡方法的装置，它由玻璃架(7)，泡架(25)， 真空制备装置(31)，配气装置(32)，以及冷却装置(33)组成，其特征在于所述的装有汞的泡架(25)由装有汞的玻璃管(1)、石英玻璃转接头(6)、泡壳(5)组...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙焕尧，佘磊，张海枝，黄雄，白磊，高克林，李交美，
申请(专利权)人：中国科学院武汉物理与数学研究所，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]