真空腔室及真空腔室加热系统技术方案

本申请涉及冷原子技术领域，具体涉及一种真空腔室及真空腔室加热系统。真空腔室包括腔室侧壁和由腔室侧壁围成的真空腔，在腔室侧壁的外壁或内壁设有反射层，反射层对第一波段的光具有高反射率、低透过率，在反射层上设有通光区，通光区用于供第一波段的光通过，反射层可将射至反射层的第一波段的光反射回真空腔内。本申请实施例的真空腔室和真空腔室加热系统，通过直接对真空腔室外侧壁照射第一波段的光来加热真空腔，不会引入电流，因此从根本上消除了磁场噪声的干扰，且加热均匀、加热稳定性高。性高。性高。

【技术实现步骤摘要】
真空腔室及真空腔室加热系统


[0001]本申请涉及冷原子
，具体涉及一种真空腔室及真空腔室加热系统。

技术介绍

[0002]碱金属原子气室是原子钟、原子磁力仪、干涉仪和原子陀螺仪等原子测量与传感仪器的核心元件。在原子磁力仪中，原子气室经常需要工作在较高的温度环境中，保证稳定的原子密度。同时要减少环境磁场，从而提高原子磁力仪的信噪比和灵敏度。因此需要无磁且均匀稳定的加热装置。
[0003]原子磁力仪的高灵敏度使其对磁场噪声极其敏感，通常的电加热方式会带来大量的磁场噪声干扰磁力仪的信号。为了降低磁场噪声，一般采用无磁材料来制作气室的加热结构，在加热过程中也不能引入额外的干扰磁场。常用的无磁加热方式有热气流加热，间断式电加热，高频电加热，以及激光加热几种。
[0004]热气流加热方式不会引入磁场干扰，但是热气流难以稳定，空气扰动较大，加热的温度稳定性和热均匀性不好。间断式加热方式需要加热和测量间断进行，不能连续测量，因此会影响测量带宽，且温度稳定性不高。高频交流电加热，通过高频交流电避开原子激励跃迁频率，但引入的磁场干扰很难通过锁相放大器完全消除。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供一种真空腔室及真空腔室加热系统，可以解决磁场噪声干扰、加热不均匀及加热稳定性不高的技术问题。
[0006]第一方面，本申请实施例提一种真空腔室，包括腔室侧壁和由腔室侧壁围成的真空腔，在腔室侧壁的外壁或内壁设有反射层，反射层对第一波段的光具有高反射率、低透过率，在反射层上设有通光区，通光区用于供第一波段的光通过，反射层可将射至反射层的第一波段的光反射回真空腔内。
[0007]根据本申请第一方面前述实施方式，反射层可对射至反射层的第一波段的光进行多次反射。
[0008]根据本申请第一方面前述任一实施方式，腔室侧壁的外壁形状为球体，真空腔的形状为球形腔体。
[0009]根据本申请第一方面前述任一实施方式，腔室侧壁的外壁形状为六面体，真空腔的形状为六面体形。
[0010]根据本申请第一方面前述任一实施方式，在腔室本体内充有缓冲气体，缓冲气体用于吸收第一波段的光的能量。
[0011]根据本申请第一方面前述任一实施方式，反射层对第二波段的光具有低反射率、高透过率，第一波段的光远失谐第二波段的光。
[0012]根据本申请第一方面前述任一实施方式，反射层为多层介质带阻光学镀膜。
[0013]根据本申请第一方面前述任一实施方式，反射层对第一波段的光的反射率大于等
于99％。
[0014]根据本申请第一方面前述任一实施方式，反射层对第二波段的光的透过率大于等于95％。
[0015]第二方面，本申请实施例提一种真空腔室加热系统，包括如上的真空腔室，还包括第一激光器和第二激光器，第一激光器用于通过通光区向真空腔内发出第一波段的光，第二激光器用于向真空腔内发出第二波段的光，反射层对第二波段的光具有低反射率、高透过率。
[0016]根据本申请第二方面前述实施方式，第一波段的范围为1000nm～1200nm，第二波段的范围为700nm～900nm。
[0017]根据本申请第二方面前述任一实施方式，第一激光器发出的第一波段的光的焦点位于通光区处，通光区为直径小于1mm的圆形区域；优选的，通光区为直径小于100μm的圆形区域。
[0018]根据本申请第二方面前述任一实施方式，真空腔室为碱金属原子气室，在碱金属原子气室内填充有碱金属原子；第二波段的光的频率与碱金属原子的跃迁频率一致。
[0019]根据本申请第二方面前述任一实施方式，在真空腔内填充有氮气。
[0020]本申请实施例的真空腔室和真空腔室加热系统，通过直接对真空腔室外侧壁照射第一波段的光来加热真空腔，不会引入电流，因此从根本上消除了磁场噪声的干扰，且加热均匀、加热稳定性高。
附图说明
[0021]图1为本申请一实施例的真空腔室的结构示意图；
[0022]图2为本申请另一实施例的真空腔室的结构示意图；
[0023]图3为本申请又一实施例的真空腔室的结构示意图；
[0024]图4为本申请再一实施例的真空腔室的结构示意图；
[0025]图5为本申请一实施例的真空腔室加热系统的结构示意图；
[0026]图6为本申请另一实施例的真空腔室加热系统的结构示意图。
具体实施方式
[0027]下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。
[0028]第一方面，本申请实施例提供一种真空腔室100，在具体应用场景中，需要对该真空腔室100进行加热。
[0029]本申请实施例的真空腔室100包括腔室侧壁110和由腔室侧壁110围成的真空腔120，腔室侧壁110的材质可以为玻璃，在腔室侧壁110的外壁或内壁设有反射层130，反射层130对第一波段的光L1具有高反射率、低透过率，第一波段的光L1可以为激光，在反射层130上设有通光区131，在通光区131并未设置反射层130材料，通光区131用于供第一波段的光
L1通过，第一波段的光L1从通光区131进入真空腔120内后会照射至反射层130，反射层130可将射至反射层130的第一波段的光L1反射回真空腔120内。
[0030]若反射层130设置在腔室侧壁110的外壁，那么第一波段的光L1会透过腔室侧壁110照射至反射层130，反射层130将第一波段的光L1反射回真空腔120内的过程中，会对腔室侧壁110进行加热，热量通过热传导的方式从腔室侧壁110传递至真空腔120内。若反射层130设置在腔室侧壁110的内壁，那么第一波段的光L1照射到反射层130时，反射层130的热量将通过热传导的方式传递至真空腔120内。
[0031]本申请实施例的真空腔室100利用第一波段的光L1对真空腔120进行加热，不会引入电流产生额外的磁场，从根本上消除了加热磁场干扰。
[0032]在一些实施例中，反射层130对第一波段的光L1的反射率大于99％，透过率小于1％。
[0033]在一些实施例中，反射层130可对射至反射层130的第一波段的光L1进行多次反射。通过设置真空腔室100的结构，可以使照射至反射层130的第一波段的光L1反复被反射回真空腔120内。通过将第一波段的光L1反复反射回真空腔120内，可以充分利用第一波段的光L1对真空腔室100进行加热。例如，真空腔室100可以为球形，也可以六面体。
[0034]在一些实施例中，腔室侧壁110的外壁形状为球体，真空腔120的形状为球形腔体。这种结构的真空腔室100构成一个积本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种真空腔室，其特征在于：包括腔室侧壁和由所述腔室侧壁围成的真空腔，在所述腔室侧壁的外壁或内壁设有反射层，所述反射层对第一波段的光具有高反射率、低透过率，在所述反射层上设有通光区，所述通光区用于供第一波段的光通过，所述反射层可将射至所述反射层的第一波段的光反射回所述真空腔内。2.根据权利要求1所述的真空腔室，其特征在于：所述反射层可对射至所述反射层的第一波段的光进行多次反射。3.根据权利要求2所述的真空腔室，其特征在于：所述腔室侧壁的外壁形状为球体，所述真空腔的形状为球形腔体。4.根据权利要求2所述的真空腔室，其特征在于：所述腔室侧壁的外壁形状为六面体，所述真空腔的形状为六面体形。5.根据权利要求1所述的腔室，其特征在于：在所述腔室本体内充有缓冲气体，所述缓冲气体用于吸收所述第一波段的光的能量。6.根据权利要求1所述的真空腔室，其特征在于：所述反射层对第二波段的光具有低反射率、高透过率，所述第一波段的光远失谐所述第二波段的光。7.根据权利要求6所述的真空腔室，其特征在于：所述反射层为多层介质带阻光学镀膜。8.根据权利要求1所述的真空腔室加热系统，其特征在于：所述反射层对所述第一波段的光的反射率大于等于99％。...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗先刚，龙云，汪孟珂，鲜汶秀，
申请(专利权)人：天府兴隆湖实验室，
类型：发明
国别省市：