一种用于产生高准直度原子束流的内加热超高温装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于产生高准直度原子束流技术领域，具体涉及一种用于产生高准直度原子束流的内加热超高温装置。通过本体外侧设置的真空腔外壳及一端分别设置的法兰电极、电穿心和水穿心；以及真空腔外壳内设置的水冷设备，水冷设备由水冷内壁，水冷管道，水冷外壁组成；真空腔外壳内设置的用于支撑加热器和水冷设备的陶瓷底座；加热器用于对坩埚主体进行加热，加热器套入于坩埚主体；坩埚主体一端设置有原子炉炉盖；与原子炉炉盖同侧且位于真空腔外壳另一端设置有出射法兰；可以在冷原子实验系统中，为冷原子实验系统提供高质量高纯度的原子束流。冷原子系统来进行量子模拟。通过添加人工规范场，可以研究拓扑问题，在冷原子实现费米气体的自旋轨道耦合。气体的自旋轨道耦合。气体的自旋轨道耦合。

【技术实现步骤摘要】
一种用于产生高准直度原子束流的内加热超高温装置


[0001]本专利技术属于产生高准直度原子束流
，具体涉及一种用于产生高准直度原子束流的内加热超高温装置。

技术介绍

[0002]现目前，产生纯净原子束流的超高温装置是一种将固体物质气化、用于产生空间分布和密度可控的纯净的原子束的实验装置。纯净的原子束具有研原子传播方向速度分布很窄、准直度高的特点，目前已经在高分辨原子光谱、原子动力学，量子调控测量等方面有着广泛的应用。
[0003]原子光谱是由原子中的电子在能量变化时所发射或吸收的一系列光所组成的光谱。对原子光谱的研究是探索原子核外电子排布的重要手段之一，在物理和分析化学中，通过发射或吸收光谱来鉴定物质。光谱学也同样大量运用在天文学和遥感领域。
[0004]市面上普遍使用类似的产生原子束流的装置是真空镀膜机一类，此类设备的系统体积较大，便携性和可移动性很差，功率消耗较大，真空洁净度要求不高，得到的原子束流可能会有杂质。以及真空镀膜机使用类似装置的目的是为了均匀的镀膜，真空镀膜机里得到的原子束流是四溅的，原子束流的发生装置不能很好的控制原子束流的密度，无法调整原子束流的准直度，以及该功率一般配备的水冷设备体积很大，便携性也很差，所以不适用于实验使用。
[0005]由于目前部分需要使用到原子束流的冷原子实验装置都是使用塞满减速器冷却后用使用MOT来进行捕获，只降低沿原子束流传播方向的速度，所以对产生的原子束流就有了一定的要求。需要前置装置产生的原子束流是纯净的单质原子状态，不能有其他杂质，但是某些材料可能会与实验所需的金属单质发生反应，所以要根据实验所需要的金属单质选择盛放固体物质的容器材料。还需要前置原子束流发生装置可以有效的控制原子束流的密度，使原子的发散角尽量小，准直度较好，才能让后续原子光阱尽可能多的捕获原子，提高有效原子单质数量，也能提高后续实验质量。
[0006]由于可以满足以上需求的原子束发生装置需要在高温下工作，目前较为常见的原子束发生装置的加热方式都是外加热方式。外加热是一种较为容易实现的加热方式，主要通过在设备的外部缠绕加热丝或者加热带再用石棉包裹达到加热保温效果，使用条件低，操作简单。但是外加热的加热功率需求大，一般直接使用220V电压接入，加热材料直接接触到空气容易氧化，保温效果差散热快，长时间的外部加热有可能导致设备的法兰接口部分融化打不开，设备的工作寿命短。针对这种外加热的弊端，以及目前的实验需求中越来越需要体积小方便更换的原子束流发生设备，并且根据不同实验需求所以需要的原子也不同就需要更换实验基础材料。
[0007]因此，针对以上技术问题缺陷，急需设计和开发一种用于产生高准直度原子束流的内加热超高温装置。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种用于产生高准直度原子束流的内加热超高温装置；
[0009]本专利技术的目的是这样实现的：所述装置本体外侧设置有真空腔外壳；所述真空腔外壳的一端分别设置有法兰电极、电穿心和冷却水的流通的水穿心；所述真空腔外壳一端的外侧设置有抽气开口；
[0010]所述真空腔外壳内设置有水冷设备，所述水冷设备由水冷内壁，水冷管道，水冷外壁组成；所述真空腔外壳内还设置有用于支撑加热器和所述水冷设备的陶瓷底座；
[0011]所述加热器用于对坩埚主体进行加热，并且所述加热器套入于所述坩埚主体；所述坩埚主体的一端设置有原子炉炉盖；与所述原子炉炉盖同侧且位于所述真空腔外壳另一端设置有出射法兰。
[0012]进一步地，所述电穿芯呈环形设置于所述真空腔外壳的一端；所述电穿芯的数量至少为六个。
[0013]进一步地，所述水冷管道具体为由紫铜材料制作成的圆形细管，并且S型盘绕在所述水冷外壁的表面上。
[0014]进一步地，所述水冷设备具体为于腔体以内并且与真空腔外壳贴合设置。
[0015]进一步地，所述陶瓷底座具体为五边形陶瓷底座。
[0016]进一步地，所述加热器外侧设置有用于固定加热丝的固定栅栏。
[0017]进一步地，所述加热丝长度为90mm；内径为0.8mm；并且所述加热丝具体由导热效率高的陶瓷材料制作而成的陶瓷柱。
[0018]进一步地，所述坩埚主体具体为用钽制作而成。
[0019]进一步地，所述原子炉炉盖上设置有炉盖定位孔和原子出射孔。
[0020]进一步地，所述原子出射孔设置有圆形紧密排布毛细管阵列；
[0021]所述毛细管长为25mm，内径为0.5mm；数量为30根。
[0022]本专利技术通过所述装置本体外侧设置的真空腔外壳；所述真空腔外壳的一端分别设置的法兰电极、电穿心和冷却水的流通的水穿心；所述真空腔外壳一端的外侧设置的抽气开口；以及所述真空腔外壳内设置的水冷设备，所述水冷设备由水冷内壁，水冷管道，水冷外壁组成；所述真空腔外壳内设置的用于支撑加热器和所述水冷设备的陶瓷底座；所述加热器用于对坩埚主体进行加热，并且所述加热器套入于所述坩埚主体；所述坩埚主体的一端设置有原子炉炉盖；与所述原子炉炉盖同侧且位于所述真空腔外壳另一端设置的出射法兰；可以应用在冷原子实验系统中，为冷原子实验系统提供高质量高纯度的原子束流。冷原子系统来进行量子模拟。另外通过添加人工规范场，可以研究拓扑问题。主要在冷原子实现费米气体的自旋轨道耦合。
[0023]也就是说，本专利技术提出了一种实现高温工作方式
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内加热。在原子束发生装置内是真空状态，空气含量很低，所以内保部气体环境的导热率很低，经过计算可以得出由加热丝发出的黑体辐射很低，所以加热就只能依靠材料本身的热传导。由于要设备要做到小型化便携化，实验设备的体积减少那么内部空间就会被压缩，所以如何在保证加热效果的同时，要使加热丝紧贴着加热器缠绕，挑选加热丝时要根据工作温度挑选加热丝的材质，根据设计的固定栅栏的大小选择合适粗细的加热丝和能匹配的绝缘陶瓷柱。加热丝的缠绕方式根据固定栅栏的位置设计成S形紧贴加热器加热，还需设置隔热装置使热量的传递尽量减少，
由于加热丝的容易氧化断裂的原因还需要设置方便更换的结构。但是内加热的好处是加热功耗低，可以很好的做好保温工作，保持整个设备内部的高温工作，同时减少原子束流因为出射孔处温度降低而沉积堵塞毛细管，保持很好的工作效率，保证了得到的准直度高的原子数量。
[0024]同时为了方便更换以及确保设备的正常运行需要把内部设计的更加精密和稳定，增长设备的使用寿命以及需要兼顾由于更换不同实验材料性质的不同来选择原子束发生装置内部坩埚主体材料，以及需要根据装置内的电子设备排布所以需要设计一个特殊排布的法兰电极。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本专利技术一种用于产生高准直度原子束流的内加热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于产生高准直度原子束流的内加热超高温装置，其特征在于所述装置本体外侧设置有真空腔外壳；所述真空腔外壳的一端分别设置有法兰电极、电穿心和冷却水的流通的水穿心；所述真空腔外壳一端的外侧设置有抽气开口；所述真空腔外壳内设置有水冷设备，所述水冷设备由水冷内壁，水冷管道，水冷外壁组成；所述真空腔外壳内还设置有用于支撑加热器和所述水冷设备的陶瓷底座；所述加热器用于对坩埚主体进行加热，并且所述加热器套入于所述坩埚主体；所述坩埚主体的一端设置有原子炉炉盖；与所述原子炉炉盖同侧且位于所述真空腔外壳另一端设置有出射法兰。2.根据权利要求1所述的一种用于产生高准直度原子束流的内加热超高温装置，其特征在于所述电穿芯呈环形设置于所述真空腔外壳的一端；所述电穿芯的数量至少为六个。3.根据权利要求1所述的一种用于产生高准直度原子束流的内加热超高温装置，其特征在于所述水冷管道具体为由紫铜材料制作成的圆形细管，并且S型盘绕在所述水冷外壁的表面上。4.根据权利要求1或3所述的一种用于产生高准直度原子束流的内加热超高温装置，其特征在于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳颖，张善超，林怡洁，黄威龙，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：