專利名稱：主動型氫原子鐘的真空裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及時間頻率技術領域，具體地說為一種主動型氫原子鐘的真空裝置。
背景技術：
傳統的主動型氫原子鐘作為地面最穩定的頻標已經廣泛應用于國防、科研等許多 領域；主動型氫原子通常采用離子泵抽真空的方式來保持諧振腔、儲存泡、選態磁鐵及電離 泡部分的真空，將需要保持在真空狀態下的各元器件置放在一個整體的真空室內，該真空 室是通過一個離子泵的抽真空來實現的。由于要負責所有元器件真空度保持的需要，這種傳統的單真 空室主動型氫原子鐘 的離子泵負載很大，長期使用后容易出現離子泵打火的老化現象。同時局部真空變壞會使 整個真空背景變壞，導致脈澤信號消失。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種能夠避免離子泵老化打火，有效提 高離子泵壽命的主動型氫原子鐘真空裝置。其所要解決的技術問題可以通過以下技術方案來實施。一種主動型氫原子鐘的真空裝置，包括連接有離子泵的真空室，所述真空室為一 個以上，所述一個以上真空室分別連接有控制其真空度的離子泵。作為本技術方案的進一步改進，所述真空室為兩個，所述兩真空室其中一個的真 空度高于另一個真空度；其中構成所述主動型氫原子鐘的儲存泡、選態磁鐵和電離泡位于 所述較高真空度的真空室。作為本技術方案的優選實施例之一，所述兩真空室一個處于外圍，一個處于中間， 形成兩位置相對的內真空室和外真空室，其中所述內真空室為真空度相對較高的真空室。作為本技術方案的更進一步改進，所述較高真空度的真空室與較低真空度的真空 室的容積比大致為3 1。與傳統的單真空設計相比，雙真空設計的優勢在于它把整個真空室分成了兩個 分離的真空室，使儲存泡、選態磁鐵和電離泡位于一個真空室，用一個離子泵去保證它處于 高真空。這樣能夠有效的降低離子泵的負載，提高儲存泡內部的真空度，有效的防止由于離 子泵高負載工作引起的打火現象，保證原子鐘脈澤信號穩定性，并延長離子泵壽命。另一個 真空室包括真空罩內的其它部分，可以用一個小型的離子泵來保證其真空度。
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作一詳細說明。
圖1為本實用新型的結構示意圖。圖中1—氫原子儲存泡；2——鈦波紋管；3——離子泵；4——電離泡；5——鈦波紋管；6——離子泵；7——六極選態磁鐵。
具體實施方式
如圖1所示的主動型氫原子鐘真空裝置，是基于傳統單真空裝置的改進，通過將本來的離子泵的內部隔出一小部分空間，保留原離子泵1/4的抽氣單元；即對原來整體一 個真空室抽氣的離子泵進行了內部分割，將它分割為1 3兩部分，這樣原來抽速200L/S 的離子泵就形成了兩個抽氣能力不同的離子泵。由于外真空室對真空要求相對較低，所以 我們采用較小的那部分對其進行抽氣。較大的離子泵為圖中的離子泵3，較小的離子泵為圖 中的離子泵6。接下來利用鈦波紋管2連接石英制作的氫原子儲存泡1的泡口與離子泵3的抽氣 口，用鈦波紋管5連接離子泵6與鐘的頸部。這樣便簡單的實現了 2個離子泵對兩個分開 真空室的抽氣，形成兩個分別如圖中A和B標示分布的真空度相對而言的高真空室和低真 空室，這里的兩個真空室是分開的，即把單真空室隔開成需要著重抽氣的高真空室和不需 要真空度很高的低真空室，用抽氣能力比較強的離子泵3對需要高真空的部分抽氣，用抽 氣能力比較低的離子泵6對低真空室抽氣。并且氫原子儲存泡1、六級選態磁鐵7和電離泡 4位于一個真空室。本實用新型所述的主動型氫原子鐘真空裝置，通過將原來的真空室分成兩個真空 室，并采用兩個離子泵分別對其抽氣，降低了儲存泡、選態磁鐵、電離泡這部分真空室的離 子泵負載。外真空室作為緩沖區以防止內真空室局部出現小漏而致使氫脈澤信號消失。采 用該雙真空裝置的主動型氫原子鐘經測試，穩定性很高，長久運行狀況下都不會出現離子 泵打火和信號不穩定現象。由于在雙真空室中，需要內部儲存泡區域真空度越高越好，而對于外面的部分真 空度可以相對低一些，而這種結構比較容易實現內部真空裝置的保持。改用這種結構以后， 氫原子離子泵的正常工作時的流量可以從ImA左右下降到0. 4～0. 5mA左右(離子泵流量可 以反映氫原子鐘內部的真空度)。
權利要求一種主動型氫原子鐘的真空裝置，包括連接有離子泵的真空室，其特征在于，所述真空室為一個以上，所述一個以上真空室分別連接有控制其真空度的離子泵。
2.根據權利要求1所述的主動型氫原子鐘真空裝置，其特征在于，所述真空室為兩個， 所述兩真空室其中一個的真空度高于另一個的真空度；其中構成所述主動型氫原子鐘的儲 存泡、選態磁鐵和電離泡位于所述較高真空度的真空室。
3.根據權利要求2所述的主動型氫原子鐘真空裝置，其特征在于，所述兩真空室一個 處于外圍，一個處于中間，形成兩位置相對的內真空室和外真空室，其中所述內真空室為真 空度相對較高的真空室。
4.根據權利要求2或3所述的主動型氫原子鐘真空裝置，其特征在于，所述較高真空度 的真空室與較低真空度的真空室的容積比大致為3 1。
專利摘要本實用新型涉及一種主動型氫原子鐘的真空裝置，包括連接有離子泵的真空室，所述真空室為一個以上，并分別連接有控制其真空度的離子泵。例如真空室為兩個且其中一個的真空度高于另一個真空度；其中構成所述主動型氫原子鐘的儲存泡、選態磁鐵和電離泡位于所述較高真空度的真空室。與傳統的單真空設計相比，它使儲存泡、選態磁鐵和電離泡位于一個真空室，用一個離子泵去保證它處于高真空。這樣能夠有效的降低離子泵的負載，提高儲存泡內部的真空度，有效的防止由于離子泵高負載工作引起的打火現象，保證原子鐘脈澤信號穩定性，并延長離子泵壽命。另一個真空室包括真空罩內的其它部分，用一個小離子泵來保證其真空度。
文檔編號G04F5/14GK201569869SQ20092021152
公開日2010年9月1日 申請日期2009年10月30日 優先權日2009年10月30日
發明者張為群, 張燕軍, 王文明, 蔡勇 申請人:中國科學院上海天文臺