[发明专利]一种原子钟原子气室充制方法

说明书

本发明公开了一种原子钟原子气室充制方法，属于原子气室充制领域，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。能够提升原子气室性能，同时提升原子气室中的碱金属纯度，整个操作方法实施简单且具有较高的容错率，可以在一次充制完成后，快速进行下一次充制步骤，提高充制效率的同时保证精度。

技术领域

本发明涉及原子气室充制技术领域，尤其涉及原子钟原子气室充制方法。

背景技术

原子气室是原子钟中的核心部件，其性能直接决定了原子钟的相关性能。气室内部线宽、驰豫时间主要由缓冲气体的压强及种类决定，原子气室一般通过充制完成。

其中，原子气室中的缓冲气体的种类和配比尤为重要，优质的缓冲气体配比将有效提高原子钟的输出频率稳定度。

缓冲气体一般选用惰性气体(如氖气、氩气)和部分分子气体(如氮气、甲烷)等。

虽然缓冲气体可以降低原子退极化的速率，延长弛豫时间，但原子与缓冲气体碰撞时会产生能级偏移，进而影响原子钟的性能。因此，需要选择多种气体组分，通过不同气体的碰撞频移系数，降低能级偏移，进而保证原子钟的性能。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的原子钟原子气室充制方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种原子钟原子气室充制方法，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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；