本申请公开了一种用于氢原子激射器的真空维持装置，包括设置在电离泡与原子储存泡之间的颈部通道、吸附泵和离子泵，所述离子泵与吸附泵连通，其特征在于，所述吸附泵设为至少一个，各个所述吸附泵设置在颈部通道的侧边且与颈部通道独立连通。通过上述技术方案，可以在吸附剂烘烤、激活加热时，不需要设置特别复杂的冷却循环系统冷却电离泡、选态磁铁及其附近的壳体，阻隔大量热能传递至电离泡和选态磁铁等组件，使氢原子激射器的真空失效或者选态磁铁损失磁性。且吸附泵不再套设在颈部通道上，体积结构更加紧凑，使吸附泵的体积和重量大大变小。且在吸附泵上加装阀门和法兰后，可以在不破环氢原子激射器的真空环境的情况下，方便对吸附泵进行备份和拆装，有效的延长氢原子激射器的使用寿命。子激射器的使用寿命。子激射器的使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
一种用于氢原子激射器的真空维持装置及氢原子激射器
[0001]本申请涉及用于氢原子激射器领域，尤其涉及一种用于氢原子激射器的真空维持装置及氢原子激射器。
技术介绍
[0002]时间频率是目前物理量中能测定的最为精密和准确的量，氢原子激射器是利用氢原子的两个超精细磁能级(F＝1，m
F
＝0态至F＝0，m
F
＝0态) 之间的跃迁来工作的时频基准。研究表明，氢原子自旋交换弛豫、氢原子与其他杂散气体之间的碰撞等因素都会严重影响氢原子激射器的性能指标，因此，氢频标系统对氢原子跃迁环境提出了较高的真空要求，最好维持在10
‑5～10
‑6pa量级以上。
[0003]氢原子激射器的物理部分主要包括氢原子束源1、选态磁铁2、原子储存泡3、微波谐振腔4以及C场线圈5和磁屏蔽层6等部件，具体如图1所示。其中氢原子束源1、选态磁铁2以及原子储存泡3、微波谐振腔4最好位于10
‑5Pa的高真空室内。
[0004]目前常用的真空结构是采用非蒸散型的吸附剂泵，杨浩等人在《真空》(Vol.49.No.5,7
‑
9页，Sep.2012)杂志上发表了题目为“主动型氢原子钟吸附剂泵的实验研究”的科技论文，公开了一种维持上述高真空的仿真实验结构，如图2所示，所述氢原子束源1的电离泡11 与复合真空计7之间设有颈部通道8，吸附泵9设置成环状，套设在颈部通道8的上端，吸附泵9内设有吸附剂91。在真实的氢原子激射器的结构中，只需将图2中的复合真空计置换为原子储存泡即可。
[0005]这种真空维持结构存在如下缺点：
[0006](1)由于暴露过大气的吸附剂在吸气之前，必须在真空环境下进行高温烘烤和激活，激活温度高达450至900摄氏度，且需保温一段时间，由于吸附泵套设在颈部通道的上端，临近电离泡和选态磁铁，在进行激活时，需要设置特别复杂的冷却循环系统，冷却电离泡和选态磁铁，及其附近的壳体，防止高温使电离泡的真空失效或者选态磁铁损失磁性。
[0007](2)吸附泵设置为环状，套设在颈部通道的外围，环状的中部结构使吸附泵的体积大，不利于氢原子激射器的小型化。
[0008](3)环状的吸附泵套接在颈部通道上，如果在吸附剂变质或损坏的情况下，无法更换吸附剂，故为了保持吸附泵较长的使用时间，一般装填的吸附剂是真正需要吸附剂量的几倍乃至数十倍，导致吸附泵的体积和重量进一步增大。
技术实现思路
[0009]鉴于目前氢原子激射器的真空维持装置存在的上述不足，本申请提供一种用于氢原子激射器的真空维持装置，可以在吸附剂激活时不需要设置特别复杂的冷却循环系统以冷却电离泡、选态磁铁及其附近的壳体。
[0010]本申请进一步要解决的技术问题是使吸附泵的体积和重量变小。
[0011]本申请更进一步要解决的技术问题时使吸附泵可以更换，且不影响氢原子激射器
的正常工作，有效的延长了氢原子激射器的使用寿命。
[0012]为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：
[0013]一种用于氢原子激射器的真空维持装置，包括设置在电离泡与原子储存泡之间的颈部通道，吸附泵和离子泵，所述离子泵与所述吸附泵连通，其特征在于，所述吸附泵设为至少一个，各个所述吸附泵设置在颈部通道的侧边且与颈部通道独立连通。
[0014]所述吸附泵远离电离泡的侧边设置，使吸附剂烘烤或激活加热时，热传导至电离泡的热量尽量少，不再需要特别复杂的冷却循环系统冷却电离泡、选态磁铁及其附近的壳体，阻隔大量热能传递至电离泡和选态磁铁等组件，使氢原子激射器的真空失效或者选态磁铁损失磁性，有效的维持较高的真空度。此外，本申请通过设置在侧边设置吸附泵，不再将吸附泵套设在颈部通道上，吸附泵的体积仅仅由设置在其内部的吸附剂的用量决定，与颈部通道的大小无关，大大的减小了吸附泵的体积和重量。
[0015]优选的，所述吸附泵与颈部通道之间设有阀门。阀门可以控制吸附泵和颈部通道之间的气流通道的开闭。且当吸附泵设置为两个及以上时，控制阀门的开闭状态，使一个吸附泵与颈部通道连通，其他的吸附泵作为备用，在其中一个吸附泵损坏时，可以不用破环原有的真空环境，维持氢原子激射器正常稳定工作。
[0016]优选的，还包括法兰，所述法兰设置在所述吸附泵与所述阀门之间，可以方便吸附泵的拆卸，在不破坏氢原子激射器原有真空环境的基础上，将吸附剂变质的吸附泵进行更换，可以有效的延长氢原子激射器的使用寿命。
[0017]优选的，所述吸附泵设为至少两个，如果将吸附泵仅仅设置为两个，可以使体积和重量大大变小，体积仅为套环式吸附泵的1/5，又可以实现吸附泵的备份功能，非常有利于氢原子激射器的小型化。此外，当吸附泵设置为两个及以上时，填充在吸附泵内的吸附剂在实际吸附量上做了必要的冗余量以后，可以通过切换备份，实现氢原子激射器不中断工作的情况下，持续维持较高的真空度，不再需要在吸附泵中装填实际吸附量数倍的吸附剂。
[0018]优选的，各个所述吸附泵与所述颈部通道直接连通或者通过连通管道连通，所述阀门设置在所述吸附泵与所述颈部通道的连通处或者连通管道上。所述吸附泵与所述颈部通道直接连通可以最大程度的缩短所述吸附泵与所述颈部通道之间的距离，使真空维持装置的体积更小，重量更小；通过连通管道将所述吸附泵与所述颈部通道可以更加灵活的设计吸附泵的位置，使吸附泵与氢原子激射器的其他结构在空间上更好的融合。
[0019]优选的，所述吸附泵包括壳体、加热柱、热电偶和片状吸附剂，所述加热柱设置在壳体内，所述热电偶设置在加热柱上，所述片状吸附剂套接在所述加热柱上，所述壳体上设有吸气口。由于原来的吸附泵不可以拆卸，故我们会在吸附泵中装填实际吸附量数倍的吸附剂，以保证真空维持装置较长的使用时间。而当吸附泵便于更换和拆卸后，我们无需再多装入吸附剂，大大的减小了吸附泵和离子泵的体积。
[0020]优选的，各个所述吸附泵设有至少一个离子泵，各个所述离子泵与吸附泵独立连通，由于离子泵容易损坏，设置多个离子泵便于离子泵之间的更换。
[0021]优选的，所述离子泵设置在吸附泵壳体的上表面或者下表面，可以进一步压缩真空维持装置的体积，使真空维持装置的体积更小。
[0022]本申请还公开了一种氢原子激射器，所述氢原子激射器具有如上所述的真空维持装置。
[0023]本申请实施的优点：本申请公开了一种用于氢原子激射器的真空维持装置，包括设置在电离泡与原子储存泡之间的颈部通道、吸附泵和离子泵，所述离子泵与吸附泵连通，其特征在于，所述吸附泵设为至少一个，各个所述吸附泵设置在颈部通道的侧边且与颈部通道独立连通。通过上述技术方案，可以在吸附剂烘烤、激活加热时，不需要设置特别复杂的冷却循环系统冷却电离泡、选态磁铁及其附近的壳体，阻隔大量热能传递至电离泡和选态磁铁等组件，使氢原子激射器的真空失效或者选态磁铁损失磁性。且吸附泵不再套设在颈部通道上，体积结构更加紧凑，使吸附泵的体积和重量大大变小。且在吸附泵上加装阀门和法兰后，可本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于氢原子激射器的真空维持装置，包括设置在电离泡与原子储存泡之间的颈部通道、吸附泵和离子泵，所述离子泵与吸附泵连通，其特征在于，所述吸附泵设为至少一个，各个所述吸附泵设置在颈部通道的侧边且与颈部通道独立连通。2.根据权利要求1所述的真空维持装置，其特征在于，所述吸附泵与颈部通道之间设有阀门。3.根据权利要求2所述的真空维持装置，其特征在于，所述吸附泵和颈部通道之间设有法兰。4.根据权利要求1至3任一项所述的真空维持装置，其特征在于，所述吸附泵设为至少两个。5.根据权利要求1所述的真空维持装置，其特征在于，各个所述吸附泵与所述颈部通道直接连通或者通...
【专利技术属性】
技术研发人员：高善格，吴玲玲，武晓光，刘善敏，
申请(专利权)人：上海光链电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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