CN110319854A - 一种便于制作抗弛豫涂层的碱金属气室结构 - Google Patents

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Abstract

一种便于制作抗弛豫涂层的碱金属气室结构，既能够便于气室清洗液和抗弛豫涂层镀制液的进出，避免传统入侵式清洗所带来的二次污染，又降低了对进液口内径的要求，能够缩小进液口内径，采用玻璃塞封堵进液口，可以减小进液口内径大和气室尾管增多而引起的极化原子非均匀弛豫，从而有利于增强抗弛豫涂层的质量，从而提升碱金属气室的抗弛豫性能，其特征在于，包括气室主体，所述气室主体的侧面上设置有进液口和出液口，从所述进液口的边沿延伸出第一尾管，从所述出液口的边沿延伸出第二尾管，所述第二尾管的尾部具有轴向延伸出的第一支管和径向延伸出的第二支管，所述第二支管内具有可滑动至所述第二尾管内封堵所述出液口的玻璃塞。

Description

一种便于制作抗弛豫涂层的碱金属气室结构
技术领域
本发明涉及碱金属气室技术，特别是一种便于制作抗弛豫涂层的碱金属气室结构，通过在气室主体的侧面上设置进液口、出液口、尾管与玻璃塞的组合结构，既能够便于气室清洗液和抗弛豫涂层镀制液的进出，避免传统入侵式清洗和镀制所带来的二次污染，又降低了对进液口和出液口内径的要求，能够缩小进液口内径，可以减小进出液口内径大所导致的极化原子的非均匀弛豫；采用玻璃塞封堵进液口，可以减小气室尾管增多而引起的极化原子非均匀弛豫，有利于增强抗弛豫涂层的质量，从而提升碱金属气室的抗弛豫性能。
背景技术
随着量子传感技术的发展，基于光与原子相互作用原理的原子磁强计、原子钟和原子陀螺仪等得到了快速发展。而这些量子传感器件的核心敏感器为碱金属气室。碱金属气室一般由透明容器构成，内部充制有碱金属原子。透明容器一般采用玻璃材料。上述量子传感器件均依赖于气室内碱金属原子的自旋极化寿命。而碱金属原子与气室壁的碰撞会导致碱金属原子去极化，称为壁弛豫。目前，一般采用气室内充有缓冲气体或者气室内壁镀制抗弛豫涂层的方式以抑制壁弛豫。相比于缓冲气体，抗弛豫涂层有许多优点，例如，抑制梯度磁场作用，减小抽运光功率需求等。目前采用的抗弛豫涂层分为“干膜”和“湿膜”两类，由于干膜的工作温度大于湿膜，因此干膜在抗弛豫方面具有潜在的应用前景，而目前干膜的抗弛豫性能极大地受限于抗弛豫涂层的镀制工艺。针对干膜涂层，本发明人发现，目前的抗弛豫涂层在镀制前的清洗过程和镀制过程一般采用注射器入侵式的清洗和镀制方式，这种清洗和涂层的镀制方式需要大的进、出液口内径，且会带来气室的二次污染，不利于减小极化的碱金属原子的非均匀弛豫，还会影响气室的清洁效果和涂层的质量。本发明人认为，设计便于气室清洗和涂层镀制的气室结构可以提升涂层的抗弛豫质量。。例如，为一个气室设置两个尾管，通过两个尾管形成的压力差进行气室的清洗和涂层的镀制，避免注射器入侵式清洗和镀制方式带来的二次污染，简化气室清洗和涂层镀制操作、增强清洁效果和涂层的质量，这种对流式清洗方式还可以减小进液口和出液口的内径，减小极化原子的非均匀弛豫。同时采用玻璃塞在气室实验和使用过程中将第二个尾管封堵，可以有效减小气室尾管增多导致的极化碱金属原子的非均匀弛豫。有鉴于此，本发明人完成了本发明。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的不足，提供一种便于制作抗弛豫涂层的碱金属气室结构，通过在气室主体的侧面上设置进液口、出液口、尾管与玻璃塞的组合结构，既能够便于气室清洗液和抗弛豫涂层镀制液的进出，避免传统入侵式清洗所带来的二次污染，又降低了对进、出液口内径的要求，能够缩小进、出液口内径，采用了镀有抗弛豫涂层的玻璃塞封堵进液口，均可以减小极化原子的非均匀弛豫，有利于增强抗弛豫涂层的质量，从而提升碱金属气室的抗弛豫性能。
本发明技术方案如下：
一种便于制作抗弛豫涂层的碱金属气室结构，其特征在于，包括气室主体，所述气室主体的侧面上设置有进液口和出液口，从所述进液口的边沿延伸出第一尾管，从所述出液口的边沿延伸出第二尾管，所述第二尾管的尾部具有轴向延伸出的第一支管和径向延伸出的第二支管，所述第二支管内具有可滑动至所述第二尾管内封堵所述出液口的玻璃塞。
所述第二支管的尾部为封口状态。
所述进液口位于所述气室主体的上侧面，所述出液口位于所述气室主体的下侧面。
所述第二尾管的内径大于所述出液口的孔径，所述玻璃塞的外径小于所述第二尾管的内径，且大于所述出液口的孔径。
所述气室主体呈球形或柱形。
所述第一支管与所述第二支管相互垂直。
所述第一尾管与所述第二尾管呈对称分布。
所述玻璃塞的外表面、所述气室主体的内腔表面均被镀制有抗弛豫涂层。
所述第一尾管居于所述气室主体的下方，所述第二尾管居于所述气室主体的的上方，所述玻璃塞封堵住所述出液口，所述第一支管的尾部和所述第一尾管的尾部均为封口状态。
本发明的技术效果如下：本发明涉及一种便于制作抗弛豫涂层的碱金属气室结构，由于在气室主体的侧面上设置有双尾管、且在其中一个尾管上设置有双支管和滑动玻璃塞组合结构，能够通过两个尾管形成的压力差进行气室的清洗和抗弛豫涂层的镀制，同时避免了清洗溶液和镀制溶液难以进入和移出的问题，也避免了注射器入侵式清洗和镀制方式带来的二次污染，提高了清洗的效率，增强了清洁效果和涂层的质量；通过两个尾管对流式清洗还可减小对进液口和出液口内径，通过玻璃塞在气室实验和使用过程中将第二个尾管封堵，均可以有效减小气室尾管增多导致的非均匀弛豫。
一种便于制作抗弛豫涂层的双尾管结构，既能够无需注射器或聚四氟乙烯管进入碱金属气室内，有效避免了二次污染，又能够缩减进液口和出液口的内径，有效减小“蓄水池”效应导致的碱金属气室内极化原子的非均匀弛豫。本发明能够用于制作高性能抗弛豫涂层的碱金属气室，该气室具有提高气室涂层制作效率，增强抗弛豫涂层的质量和提升碱金属气室抗弛豫性能的优点。
附图说明
图1是实施本发明一种便于制作抗弛豫涂层的碱金属气室结构的示意图。
图2是图1所示结构在充制碱金属原子后的状态示意图。图2中第一尾管、第一支管、第二支管等均处于封口状态，出液口被玻璃塞封堵，第一尾管由居上变成居下，第二尾管由居下变成居上。第一尾管内存放有碱金属原子。
附图标记列示如下：1-气室主体；2-第一尾管；3-第二尾管；4-第一支管；5-第二支管；6-玻璃塞；7-碱金属原子；8-进液口(例如，用于清洗液或涂层镀制液)；9-出液口(例如，用于清洗液或涂层镀制液)。
具体实施方式
下面结合附图(图1-图2)对本发明进行说明。
图1是实施本发明一种便于制作抗弛豫涂层的碱金属气室结构的示意图。图2是图1所示结构在充制碱金属原子后的状态示意图。如图1至图2所示，一种便于制作抗弛豫涂层的碱金属气室结构，包括气室主体1，所述气室主体1的侧面上设置有进液口8和出液口9，从所述进液口8的边沿延伸出第一尾管2，从所述出液口9的边沿延伸出第二尾管3，所述第二尾管3的尾部具有轴向延伸出的第一支管4和径向延伸出的第二支管5，所述第二支管5内具有可滑动至所述第二尾管内封堵所述出液口9的玻璃塞6。所述第二支管5的尾部为封口状态(图1中只有这个第二支管5是封口的，其他例如第一支管4，第一尾管2等在图2中才出现封口)。所述进液口8位于所述气室主体1的上侧面，所述出液口9位于所述气室主体1的下侧面。所述第二尾管3的内径大于所述出液口9的孔径，所述玻璃塞6的外径小于所述第二尾管3的内径，且大于所述出液口9的孔径。所述气室主体1呈球形或柱形(图1和图2中以柱形举例，实际上球形也可以)。所述第一支管4与所述第二支管5相互垂直。所述第一尾管2与所述第二尾管3呈对称分布。所述玻璃塞6的外表面、所述气室主体1的内腔表面均被镀制有抗弛豫涂层。所述第一尾管2居于所述气室主体1的下方，所述第二尾管3居于所述气室主体1的上方，所述玻璃塞6封堵住所述出液口9，所述第一支管4的尾部和所述第一尾管2的尾部均为封口状态(如图2所示)。图2中第一尾管2由居上(见图1)变成居下(见图2)，第二尾管3由居下(见图1)变成居上(见图2)，也就是说，气室应用时，应注意有玻璃塞一侧的尾管朝上，以便利用玻璃塞6对出液口9进行封堵操作。图2表示了通过镀制溶液对气室内腔进行镀膜操作、形成了抗弛豫涂层、并充制了碱金属原子后的情形，第一尾管2内存放有碱金属原子7。
气室主体1或各尾管或支管或玻璃塞或进液口或出液口等具体尺寸依据要求可灵活设计。本发明说明书中未做详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
一种制作高性能抗弛豫涂层的碱金属气室结构，包括气室主体1、第一尾管2和第二尾管3，第二尾管3具有第一支管4和第二支管5，其中第二支管5内存放玻璃塞6，具体尺寸依据要求可灵活设计。第二尾管3的第一支管4和第二支管5垂直分布。通过第一尾管2和第二尾管3两个尾管间形成压强差，可实现高效的气室清洗并提高涂层的抗弛豫性能。通过第二支管5内的玻璃塞6可以降低第二尾管3带来的非均匀弛豫，可以增强气室的抗弛豫能力。第二支管5内的玻璃塞6采用与清洗气室相同的洗液进行清洁，并镀制与气室内部涂层一致的材料。第一尾管2和第二尾管3对称分布，保证气室有四个面可以通光，不影响气室的通光性能。此结构可应用于球形和柱形两类碱金属气室的制作。
本发明在传统的碱金属气室基础上，采用两个气室尾管及相应的分支结构和玻璃塞，在不增加非均匀弛豫的前提下，可实现碱金属气室的高效清洗和提高抗弛豫涂层的镀制质量，同时可以显著提升碱金属气室的抗弛豫性能。
在此指明，以上叙述有助于本领域技术人员理解本发明创造，但并非限制本发明创造的保护范围。任何没有脱离本发明创造实质内容的对以上叙述的等同替换、修饰改进和/或删繁从简而进行的实施，均落入本发明创造的保护范围。

Claims (9)

1.一种便于制作抗弛豫涂层的碱金属气室结构，其特征在于，包括气室主体，所述气室主体的侧面上设置有进液口和出液口，从所述进液口的边沿延伸出第一尾管，从所述出液口的边沿延伸出第二尾管，所述第二尾管的尾部具有轴向延伸出的第一支管和径向延伸出的第二支管，所述第二支管内具有可滑动至所述第二尾管内封堵所述出液口的玻璃塞。
2.根据权利要求1所述的便于制作抗弛豫涂层的碱金属气室结构，其特征在于，所述第二支管的尾部为封口状态。
3.根据权利要求1所述的便于制作抗弛豫涂层的碱金属气室结构，其特征在于，所述进液口位于所述气室主体的上侧面，所述出液口位于所述气室主体的下侧面。
4.根据权利要求1所述的便于制作抗弛豫涂层的碱金属气室结构，其特征在于，所述第二尾管的内径大于所述出液口的孔径，所述玻璃塞的外径小于所述第二尾管的内径，且大于所述出液口的孔径。
5.根据权利要求1所述的便于制作抗弛豫涂层的碱金属气室结构，其特征在于，所述气室主体呈球形或柱形。
6.根据权利要求1所述的便于制作抗弛豫涂层的碱金属气室结构，其特征在于，所述第一支管与所述第二支管相互垂直。
7.根据权利要求1所述的便于制作抗弛豫涂层的碱金属气室结构，其特征在于，所述第一尾管与所述第二尾管呈对称分布。
8.根据权利要求1所述的便于制作抗弛豫涂层的碱金属气室结构，其特征在于，所述玻璃塞的外表面、所述气室主体的内腔表面均被镀制有抗弛豫涂层。
9.根据权利要求1所述的便于制作抗弛豫涂层的碱金属气室结构，其特征在于，所述第一尾管居于所述气室主体的下方，所述第二尾管居于所述气室主体的上方，所述玻璃塞封堵住所述出液口，所述第一支管的尾部和所述第一尾管的尾部均为封口状态。
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