[发明专利]一种原子气室碱金属位置调整装置

说明书

本发明公开了一种原子气室碱金属位置调整装置，包括加热片、上部导热硅胶模具、原子气室、下部导热硅胶模具、TEC制冷片、用于加热片PID控制的温度传感器、隔热片、用于TEC制冷片PID控制的温度传感器、加热片的PID温度控制系统和TEC制冷片的PID温度控制系统，待处理气室被上部导热硅胶模具和下部导热硅胶模具两部分夹持在中间，可以将原子气室中的碱金属全部汇聚到气室尾管内。本发明可以提升原子气室的通光性能、惰性气体原子弛豫时间，并减小核子的电四极分裂。本发明提出的方法原理简单，效果显著，装置便于搭建，方法易于实施，通过该方法处理的原子气室，可以广泛应用到原子钟、原子磁场测量以及原子惯性测量等领域。

技术领域

本发明涉及原子气室制备技术领域，具体涉及一种原子气室的抗弛豫方法，将服务于基于光与原子相互作用的超高灵敏测量装置。

背景技术

核磁共振陀螺仪是利用原子核磁矩在磁场中的拉莫尔进动作为参照，实现对惯性载体的角速度进行测量的一种原子陀螺仪。而原子气室是核磁共振陀螺仪的敏感表头，是整个系统的核心部件。原子气室中的惰性气体原子的弛豫时间是衡量原子气室品质的一个重要参数。弛豫时间越长，核磁共振陀螺仪的精度越高。因此如何提高原子气室的弛豫时间，成为核磁共振陀螺仪领域，非常重要的一个研究方向。目前国内外使用的原子气室，在制作好以后，使用之前，并未做类似的碱金属位置调整的处理，或者仅仅是利用热风枪烘烤短暂的时间，以使得同光面上没有大量的碱金属附着。这样的碱金属气室，在使用的时候，往往无法实在其最优的特性。

发明内容

本发明的目的在于提升核磁共振陀螺仪的原子气室中惰性气体核子的弛豫时间。本发明同时可以提高原子气室的通光性能，并降低原子气室的惰性气体原子核的电四极分裂，从而明显提升了核磁共振陀螺仪的性能指标。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种原子气室碱金属位置调整装置，包括加热片(1)、上部导热硅胶模具(2)、原子气室(3)、下部导热硅胶模具(4)、TEC制冷片(5)、用于加热片PID控制的温度传感器(6)、隔热片(7)、用于TEC制冷片PID控制的温度传感器(8)、加热片(1)的PID温度控制系统和TEC制冷片(5)的PID温度控制系统。其中，TEC制冷片(5)位于整个装置的最下方，在其上方放置下部导热硅胶模具(4)，并在该模具上表面铺一层隔热片(7)。下部导热硅胶模具(4)和隔热片(7)中间挖有凹槽，凹槽大小与气室尾管大小相同。偏离下部导热硅胶模具中间的位置还挖有小孔，放置用于TEC制冷片PID控制的温度传感器(8)。原子气室(3)的腔体部分在隔热片(7)的上方，原子气室(3)尾管向下放置，尾管部分放置在凹槽中。上部导热硅胶模具(2)中间留有与原子气室(3)腔体部分尺寸相同的凹槽，将原子气室(3)腔体部分嵌入该凹槽中，上部导热硅胶模具(2)的下表面与隔热片(7)相互贴紧。上部导热硅胶模具(2)偏离中心的位置也挖有小孔，放置了用于加热片PID控制的温度传感器(6)。将五片加热片(1)分别贴在上部导热硅胶模具(2)的前面，后面，左面，右面和上面。

所述TEC制冷片(5)在通电之后，由于珀尔帖效应将TEC制冷片(5)的上表面热量传递到TEC制冷片(5)的下表面，从而使上表面温度低于室温。TEC制冷片(5)的上表面与下部导热硅胶模具(4)直接接触，从而使原子气室(3)尾管部分的温度降低，加大了原子气室的上下部分的温差。

所述加热片(1)和TEC制冷片(5)都采用了PID温度控制。用于加热片PID控制的温度传感器(6)为PT100热敏电阻，连接到加热片(1)的PID温度控制器作为输入，PID温度控制器的输出信号传给一个SSR固态继电器，控制加热片(1)供电的通断，从而将原子气室(3)腔体部分的温度稳定在加热片(1)的PID温度控制系统设定的温度上。

采用所述的原子气室碱金属位置调整装置，实现碱金属位置调整的方法，包括以下步骤：

步骤1)、设备组装，按照自下而上的顺序，将设备的各个部件组装起来。