一种碱金属原子气室制造技术

本实用新型专利技术涉及一种碱金属原子气室，包括玻璃材料的原子气室方体，呈方形的原子气室方体开设有与相对端面相垂直的通孔，在开设有通孔的原子气室方体端面上分别光胶吸附有作为光学窗口的玻璃片，所述玻璃片围合封闭通孔构成原子气体腔室。本实用新型专利技术采用玻璃片在原子气室方体侧面光胶封闭通孔构成原子气体腔室，制作工序少、可靠性高，可大大提高了原子气室制造效率和制造精度、减小尺寸、降低成本、提高结构强度，适合工业化规模化生产，并可进一步实现其应用的设备的低功耗、高可靠性、小型化和轻量化，解决了原子钟的低功耗和微型化的技术瓶颈，对数字通信、航空航天、导航定位的技术发展具有重大意义。发展具有重大意义。发展具有重大意义。

【技术实现步骤摘要】
一种碱金属原子气室


[0001]本技术涉及原子光学、原子钟
，尤其是一种碱金属原子气室。

技术介绍

[0002]随着量子技术和原子物理的快速发展，而碱金属原子气室是制造磁力仪、原子钟、原子陀螺仪的关键核心部件，目前，现有的都采用玻壳熔接、玻璃吹制、玻璃管拉制、刻蚀、键合等技术制造出碱金属原子气室，因原子气室尺寸小，玻璃吹制、熔接需人工方式进行吹制操作，其品控不稳定、工序较多、精度低、产品尺寸一致性差，而玻管拉制的管体平直度、线性和壁厚均匀度不高，采用六面玻璃片拼接键合连接，其接合面多、密封可靠度不高，并且制造效率低、成本高，现有的碱金属原子气室及其制造技术都不适于工业规模化生产。

技术实现思路

[0003]为了克服
技术介绍
中的技术问题，本技术提供了一种碱金属原子气室。
[0004]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种碱金属原子气室，包括玻璃材料的原子气室方体，呈方形的原子气室方体开设有与相对端面相垂直的通孔，在开设有通孔的原子气室方体端面上分别光胶吸附有作为光学窗口的玻璃片，所述玻璃片围合封闭通孔构成原子气体腔室，在原子气室方体上未开设有通孔的一个端面上开设有用于加注碱金属原子的加注孔，所述加注孔与通孔连通。
[0005]进一步优选的，所述原子气室方体的玻璃材料为硼硅酸盐玻璃或石英玻璃。采用硼硅酸盐玻璃具有良好的透明度、抗热震性、化学稳定性、机械加工性，同时形变小、不易产生崩边、成品率高；可大大提高原子气室的加工精度和质量。而石英玻璃也具有光学性能优异、极低的热膨胀系数，高的耐温性，极好的化学稳定性，优良的电绝缘性。
[0006]优选的，所述原子气室方体上通过铣削或激光开设的通孔为一个或两个圆形孔，通孔为两个圆形孔时，两个通孔的中心轴线垂直相交。所述原子气室方体上开设的通孔和加注孔为铣削孔或激光打孔。铣削孔的开孔直径小、表面光洁度高、制造效率高、产品尺寸一致性好、成本低，适用工业规模化生产；激光打孔的开孔孔径小、速度快、效率高、成本低，并可获得大的深径比。
[0007]开设的通孔为两个圆形孔时，两个相互垂直相交的通孔形成的原子气室腔体可构成两个光学窗口通道，可实现双向激光照射工作，两个通孔的中心轴线垂直相交更易提削或激光开孔精度，加工成型的原子气室整体尺寸小、结构紧凑、结构强度高，工作运行功耗更低，并且在真空工作状态保持较好的结构强度，保持作为光学窗口的玻璃片的平直度，实现稳定的工作状态。
[0008]优选的，所述通孔开设于原子气室方体的相对端面中心位置，便于提高加工精度并保持较高的整体结构强度，原子气室整体尺寸小、结构紧凑。开设的加注孔中心轴线与通孔中心轴线垂直相交，加注孔位于原子气室方体的端面中心位置，利于提高铣削或激光开孔加工精度及加注管连接稳定可靠，提高整体结构强度。
[0009]优选的，所述原子气室方体的表面粗糙度Ra值不大于0.006μm，使其表面与玻璃片达到光胶吸附表面光洁要求，光胶吸附连接更为稳固和可靠，所述通孔内表面的表面粗糙度Ra值不大于0.006μm，并提高光学窗口透光率。
[0010]优选的，所述原子气室方体为正方体。正方体实现原子气室整体轮廓尺寸小、结构紧凑并保持整体结构强度。
[0011]优选的，所述原子气室方体的长、宽、高分别为2
×2×
2mm，所述通孔直径为1.5 mm，所述加注孔直径为0.8 mm。正方体利于机械加工，原子气室结构更为紧凑稳固，实现轻量化和微型化，并可大大降低其应用装置的工作能耗，解决了原子钟的低功耗和微型化的技术瓶颈。
[0012]优选的，所述玻璃片为硼硅酸盐玻璃或石英玻璃，所述玻璃片厚度为0.2 mm，其表面粗糙度Ra值不大于0.006μm。玻璃片较高的表面光洁度可提高与原子气室方体进行光胶连接的稳固性和可靠性，较低的厚度可提高光学窗口的透光率。
[0013]优选的，所述加注孔上还连接有用于加注碱金属原子的加注管。加注管为玻璃管，用于加注碱金属原子，所述加注管与加注孔为光胶吸附连接。
[0014]本技术的有益效果是：本技术采用在方形实体的玻璃材料原子气室方体采用高速铣削或激光开设的通孔，端面采用玻璃片光胶吸附封闭通孔构成原子气体腔室，其结构强度好、制造精度高、开孔直径小、表面光洁度高、制造效率高、产品尺寸一致性好、成本低，采用机械开设的通孔，适用工业规模化生产，同时原子气室结构紧凑、尺寸小，原子气室方体在真空工作状态可保持较高的整体结构强度且不产生变形，可保持作为光学窗口的玻璃片的平直度和透光率，实现稳定可靠的工作状态，实现设备的轻量化、微型化和低能耗。
[0015]在原子气室方体可开设两个通孔，两个相互垂直的通孔成型的原子气室腔体可形成两个光学窗口通道，可实现双向激光照射，两个通孔的中心轴线垂直相交更易提高开孔精度，加工成型的原子气室整体尺寸小、结构紧凑，工作运行功耗低。
[0016]本技术采用玻璃片在原子气室方体侧面光胶吸附封闭通孔构成原子气体腔室，与现有的采用玻片拼接、玻璃吹制、玻璃管拉制技术制造的原子气室相比，本技术的连接面少、制作工序少、成品率高、可靠性好，可大大提高了原子气室制造效率和制造精度，减小尺寸、提高结构强度、降低成本，适合工业化规模化生产，并可进一步实现其应用的设备的低功耗、高可靠性、小型化和轻量化，解决了原子钟的低功耗和微型化的技术瓶颈，对数字通信、航空航天、导航定位的技术发展具有重大意义。
附图说明
[0017]图1是本技术实施例1开设通孔示意图；
[0018]图2是本技术实施例1的原子气室方体结构示意图；
[0019]图3是本技术实施例1的原子气室方体与玻璃片光胶示意图；
[0020]图4是本技术实施例1的原子气室方体封闭后结构示意图；
[0021]图5是本技术实施例1的原子气室方体连接加注管示意图；
[0022]图6是本技术实施例2开设通孔示意图；
[0023]图7是本技术实施例2的原子气室方体结构示意图；
[0024]图8是本技术实施例2的原子气室方体与玻璃片光胶示意图；
[0025]图9是本技术实施例2的原子气室方体封闭后结构示意图；
[0026]图10是本技术实施例2的原子气室方体连接加注管示意图。
[0027]图中零部件及编号：
[0028]1‑
原子气室方体；2
‑
通孔；3
‑
玻璃片；4
‑
玻璃板；5
‑
加注孔；6
‑
加注管。
具体实施方式
[0029]以下实施例用于说明本技术的一种碱金属原子气室，但不用来限制本技术的保护范围。
[0030]实施例1
[0031]如图2～5所示，一种碱金属原子气室，包括玻璃材料的原子气室方体1，呈方形的原子气室方体1开设有与相对端面相垂直的通孔2，在开设有通孔2的原子气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碱金属原子气室，其特征在于，包括玻璃材料的原子气室方体，呈方形的原子气室方体开设有与相对端面相垂直的通孔，在开设有通孔的原子气室方体端面上分别光胶吸附有作为光学窗口的玻璃片，所述玻璃片围合封闭通孔构成原子气体腔室，在原子气室方体上未开设有通孔的一个端面上开设有用于加注碱金属原子的加注孔，所述加注孔与通孔连通；所述原子气室方体的玻璃材料为硼硅酸盐玻璃或石英玻璃；所述原子气室方体上通过铣削或激光开设的通孔为一个或两个圆形孔，通孔为两个圆形孔时，两个通孔的中心轴线垂直相交；所述通孔开设于原子气室方体相对端面中心位置，所述加注孔的中心轴线与通孔中心轴线垂直相交；所述原子气室方体的表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：付涛，付家铭，
申请(专利权)人：付涛，
类型：新型
国别省市：