[发明专利]一种原子钟原子气室充制方法

权利要求书

1.一种原子钟原子气室充制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：准备气室、用于充制气室的充气系统和用于充气系统的缓冲气体；

步骤二：准备气室清洗液体(丙酮溶液)并进行气室清洗操作；

步骤三：将清洗的气室烘烤，冷却后放入无尘环境下存放；

步骤四：将气室放入充气系统中，并进行充气操作；

步骤五：将充气后的气室取出，完成充制。

2.根据权利要求1所述的原子钟原子气室充制方法，其特征在于，所述充气系统包括真空泵、气室烧接装置、加热装置、烘箱和缓冲气体箱，所述真空泵、所述气室烧接装置、所述加热装置和所述缓冲气体箱均通过管路连接，所述气室烧接装置与所述真空泵之间设有阀门A，所述气室烧接装置与所述加热装置之间设有阀门C，所述气室烧接装置与所述缓冲气体箱之间设有阀门B。

3.根据权利要求2所述的原子钟原子气室充制方法，其特征在于，用于步骤二中，气室清洗操作是对气室的内壁进行清洗，去除能够与碱金属原子相互反应的杂质。

4.根据权利要求3所述的原子钟原子气室充制方法，其特征在于，用于步骤二中，气室清洗操作具体包括以下步骤：

A)将气室中装入足量的丙酮溶液，使气室内壁完全浸没在丙酮溶液中，静置5分钟，保证气室内壁的油性物质完全溶于丙酮溶液；

B)将丙酮溶液倒入废液池，用蒸馏水清洗气室内壁5次以上，保证气室内壁无丙酮残留；

C)将气室中装入足量的盐酸溶液，使气室内壁完全浸没在盐酸溶液中，静置5分钟，保证气室内壁的其他可溶物质完全溶于盐酸溶液；

D)将盐酸溶液倒入废液池，用蒸馏水清洗气室内壁5次以上，保证气室内壁无盐酸残留；

E)将洗净的气室放入烘箱中，在200℃条件下连续烘烤1小时。待冷却后，在万级无尘环境下存放。

5.根据权利要求4所述的原子钟原子气室充制方法，其特征在于，用于步骤四中，充气步骤如下：

A)将在无尘环境下存放的气室取出，并焊接到气室烧接装置上，使得气室内部与烧接装置内部相通；

B)关闭阀门B和C，打开阀门A和真空泵，使得气室内的真空度达到10E-2Pa水平，同时对整个气室烧接装置进行烘烤，温度120℃，时间1小时；

C)关闭阀门A，打开阀门C和加热炉；

D)待气室中充入足量碱金属单质后，关闭加热炉，使得碱金属源冷却至常温后，关闭阀门C；

E)缓慢打开阀门B，直至气室中压强达到设定参数，关闭阀门B；

F)将充有碱金属单质和缓冲气体的原子气室从气室烧接装置中取下并封口。

6.根据权利要求5所述的原子钟原子气室充制方法，其特征在于，所述缓冲气体为氮气、氩气、氖气以及甲烷中的任一两种气体的组合，优先选用氮气和甲烷。

7.根据权利要求6所述的原子钟原子气室充制方法，其特征在于，所述加热装置内设有碱金属单质，所述加热装置优选为加热炉。