[发明专利]制作无极灯发光泡的方法和实现该方法的设备

说明书

技术领域

本发明涉及无极灯领域。更具体地，涉及一种无极灯发光泡的制备方法及其装置。

背景技术

原子频标以原子能级跃迁的频率作为基准来测量时间，可获得高精度的时间标准。原子频标广泛的运用于守时、授时、导航定位、通信、网络同步和科学研究等领域，与个人生活息息相关、对社会发展和国防事业都发挥着至关重要的作用。

原子频标的关键技术之一是激发原子泵浦跃迁的泵浦光源，而深紫外激光器等泵浦方式的结构复杂，体积庞大，可移动性、可靠性方面都受到极大制约。采用无极灯作为原子频标的泵浦源具有体积小、可移动性高、稳定性好等优点，在工程应用中具有显著的优势，例如：采用无极灯的铷原子频标、氢原子频标均应用于导航定位等，兼具体积小和指标高优点的汞离子微波频标也采用无极灯作为泵浦源。

传统的无极灯采用熔融石英作为汞灯的泡壳，高频高功率激发下泡壳温度较高，工作物质易被石英中杂质损耗，导致工作物质减少极大的影响无极灯的发光和寿命。在烧结封口制作无极灯的泡体时，泡内缓冲气体压力易发生变化，对泡体的发光强度造成很大影响。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种无极灯发光泡的制备方法，该方法能够减小对缓冲气体压力的影响，精确控制发光泡内的氩气，同时也能精确控制注入发光泡内工作物质的数量。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种无极灯发光泡的制备装置，该装置能够精确控制注入发光泡内的氩气和工作物质。

为解决上述第一个技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种制作无极灯发光泡的方法，包括如下步骤：

1)将蓝宝石晶体制成中空的圆柱形泡体；

2)对所述泡体、玻璃管和玻璃弯管进行清洗去除杂质；

3)提取精确数量的工作物质注入所述玻璃弯管内，将玻璃弯管焊接在玻璃管的侧壁上，将泡体焊接到玻璃管的端部，然后将玻璃管的另一端与支架密封连接，使所述泡体、玻璃管、玻璃弯管和支架之间相互连通；

4)对所述玻璃管进行抽真空；

5)通过烤箱加热所述泡体、玻璃管、玻璃弯管和支架，除去内部杂质气体，同时对含有工作物质的玻璃弯管底部进行致冷保持低温，避免高温使工作物质发生化学反应；

6)向玻璃管冲入1～3Torr的缓冲气体；

7)封离所述玻璃管与支架，将玻璃弯管中的工作物质导入到泡体内；

8)将所述泡体与玻璃管的连接处进行封口处理，从玻璃管上将泡体取下。

优选地，所述工作物质为汞，通过倾斜所述玻璃弯管使其内部的汞流入到泡体中。

优选地，所述工作物质为氯化铷和叠氮化钡的混合物，通过加热玻璃弯管反应生成铷，然后对泡体进行制冷，使反应生成的铷冷凝在泡体内。

优选地，所述对泡体、玻璃管和玻璃弯管进行清洗去除杂质采用氢佛酸溶液浸泡15分钟，去离子水清洗3～5次，并用蒸馏水清洗6～7次去除杂质。

优选地，所述泡体与玻璃管连接处采用易于快速烧结的细长结构。

为解决上述第二个技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种实现上述制作无极灯发光泡方法的设备，包括管状支架、泡架、真空计、多路阀门、抽真空装置和缓冲气体装置，所述泡架包括玻璃管和与玻璃管连通的L型玻璃弯管，所述玻璃管的一端与管状支架连通，另一端连接蓝宝石晶体制成的泡体，所述管状支架的一端封闭，另一端通过转接阀与真空计连接，真空计的另一端与多路阀门连接，抽真空装置通过真空规与多路阀门连接，缓冲气体装置通过气阀与多路阀门连接。

优选地，所述管状支架上连接有若干个泡架。

优选地，所述抽真空装置包括机械泵抽真空装置和分子泵抽真空装置，机械泵抽真空装置和分子泵抽真空装置分别通过真空规与多路阀门连接。

本发明的有益效果如下：

本发明公开了一种制作无极灯发光泡的方法和设备，采用蓝宝石发光泡有效减少对工作物质的损耗提高无极灯寿命。采用细长的石英玻璃管，使得封口处很窄易于快速烧结，减小对缓冲气体压力影响，精确控制发光泡内的缓冲气体氩气，采用玻璃弯管储存工作物质或者反应的混合物质精确控制汞量，可实现原子频标或者离子频标的泵浦灯。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本发明设备的结构示意图。

具体实施方式