一种光波增透型原子气泡及其使用方法
【专利摘要】本发明公开了一种光波增透型原子气泡及其使用方法，该光波增透型原子气泡(1)包括入射壁(11)、出射壁(12)和侧壁(13)；入射壁(11)的两侧设有第一增透介质层(14)和第二增透介质层(15)；出射壁(12)的两侧设有第三增透介质层(16)和第四增透介质层(17)；入射壁(11)、出射壁(12)、第一增透介质层(14)、第二增透介质层(15)、第三增透介质层(16)和第四增透介质层(17)相互平行；入射壁(11)、出射壁(12)和侧壁(13)围成的空腔(18)内充有原子气体。本发明的光波增透型原子气泡的入射壁和出射壁的两侧都设有增透介质层，能够避免入射壁和出射壁对光波的反射作用，一方面提高光波增透型原子气泡对光波的透射率，降低光波增透型原子气泡的功耗；另一方面避免对光源的损毁，延长光源的使用寿命。
【专利说明】一种光波增透型原子气泡及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及原子气泡的结构设计【技术领域】，特别涉及一种光波增透型原子气泡及 其使用方法。
【背景技术】
[0002]原子气泡是原子频标、磁强计等高科技仪器设备中的核心器件，原子气泡在时频 计量、全球定位导航系统、电网调节、磁场测量以及原子物理研究等领域具有十分广泛的应 用，是当代科学研究和工业【技术领域】中不可或缺的重要组成部分。
[0003]在原子气泡的众多应用领域中，例如各类光泵浦原子钟和光泵浦磁强计等，均需 要利用光波对原子气泡内的原子气体进行泵浦激发。因此，原子气泡的入射壁和出射壁的 光波通过性能将极大地影响仪器设备的特性。
[0004]现有技术中，常用的原子气泡的入射壁和出射壁的材质大部分为玻璃或石英。该 种材质的入射壁和出射壁对光波具有十分明显的反射作用。一方面，原子气泡的入射壁和 出射壁对光波的反射作用，导致光波的能量在其与原子气体进行有效的相互作用前就被大 量损耗，从而使得原子气泡的功耗偏高。另一方面，原子气泡的入射壁和出射壁对光波的反 射作用可能会使得光波沿原入射光路返回到光源，这容易造成光源的损毁。
[0005]因此，非常需要一种光波增透型原子气泡，该原子气泡能够避免上述现有技术的 原子气泡的入射壁和出射壁对光波的反射作用。
【发明内容】
[0006]本发明的目的之一是针对现有技术的上述缺陷，提供一种光波增透型原子气泡。
[0007]本发明的目的之二是针对现有技术的上述缺陷，提供一种光波增透型原子气泡的 使用方法。
[0008]本发明提供的光波增透型原子气泡包括入射壁、出射壁和侧壁；所述入射壁的两 侧设有第一增透介质层和第二增透介质层；所述出射壁的两侧设有第三增透介质层和第四 增透介质层；所述入射壁、所述出射壁、所述第一增透介质层、所述第二增透介质层、所述第 三增透介质层和所述第四增透介质层相互平行；所述入射壁、所述出射壁和所述侧壁围成 的空腔内充有原子气体。
[0009]优选地，所述第一增透介质层、所述第二增透介质层、所述第三增透介质层和所述 第四增透介质层的材质为光刻胶。
[0010]优选地，所述第一增透介质层、所述第二增透介质层、所述第三增透介质层和所述 第四增透介质层的厚度为150-200nm。
[0011]优选地，所述光波增透型原子气泡整体呈长方体形、立方体形或圆柱体形。
[0012]优选地，所述第一增透介质层、所述第二增透介质层、所述第三增透介质层和所述 第四增透介质层对波长范围为600-800nm的光波具有增透功能。
[0013]优选地，所述入射壁、所述出射壁和所述侧壁的材质为玻璃。[0014]优选地，所述入射壁和所述出射壁的厚度为0.1-lmm。
[0015]优选地，所述侧壁的厚度为0.l_2mm。
[0016]本发明提供的光波增透型原子气泡的使用方法包括如下步骤:
[0017]光源发射的光波经透镜调整为准直光波，该准直光波的方向与原子气泡的入射壁 相垂直；
[0018]准直光波依次经第一增透介质层、入射壁和第二增透介质层射入原子气泡的空腔 内；
[0019]准直光波与原子气泡的空腔内的原子气体相互作用；
[0020]与原子气体相互作用后的准直光波依次经第三增透介质层、出射壁和第四增透介 质层射出原子气泡；
[0021]射出原子气泡后的准直光波被光电探测器接收，以检测透射光波的光强。
[0022]本发明具有如下有益效果:
[0023]本发明的光波增透型原子气泡的入射壁和出射壁的两侧都设有增透介质层，能够 避免入射壁和出射壁对光波的反射作用，一方面提高光波增透型原子气泡对光波的透射 率，降低光波增透型原子气泡的功耗；另一方面避免对光源的损毁，延长光源的使用寿命。 本发明的光波增透型原子气泡对光波的透射率高达95%。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明实施例提供的光波增透型原子气泡的结构示意图；
[0025]图2为本发明实施例提供的光波增透型原子气泡的使用方法示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图及实施例对本发明的
【发明内容】
作进一步的描述。
[0027]如图1所示，本实施例提供的光波增透型原子气泡I包括入射壁11、出射壁12和 侧壁13。入射壁11的两侧设有第一增透介质层14和第二增透介质层15。出射壁12的两 侧设有第三增透介质层16和第四增透介质层17。入射壁11、出射壁12、第一增透介质层
14、第二增透介质层15、第三增透介质层16和第四增透介质层17相互平行。入射壁11、出 射壁12和侧壁13围成的空腔18内充有原子气体。
[0028]第一增透介质层14、第二增透介质层15、第三增透介质层16和第四增透介质层17 对波长范围为600-800nm的光波具有增透功能。优选地，第一增透介质层14、第二增透介质 层15、第三增透介质层16和第四增透介质层17的材质为光刻胶，其厚度为150-200nm。
[0029]优选地，光波增透型原子气泡I整体呈长方体形、立方体形或圆柱体形。优选地， 入射壁11、出射壁12和侧壁13的材质为玻璃。优选地，入射壁11和出射壁12的厚度为
0.1-1mm ;侧壁13的厚度为0.l_2mm。
[0030]如图2所示，使用时，光波增透型原子气泡I的入射壁11的外侧设有透镜2，用于 调整光波的方向。光波增透型原子气泡I的出射壁12的外侧设有光电探测器3，用于检测 透射光波的光强。光源4设置于透镜2的背向光波增透型原子气泡I的入射壁11的一侧。 在本实施例中，光源4能够发射波长为795nm的光波，且光源4发射的光波为30°角的锥形 发散光波。[0031]本实施例提供的光波增透型原子气泡I的使用方法包括如下步骤:
[0032]S1:光源4发射的光波经透镜2调整为准直光波，该准直光波的方向与光波增透型 原子气泡I的入射壁11相垂直；
[0033]S2:准直光波依次经第一增透介质层14、入射壁11和第二增透介质层15射入原 子气泡的空腔18内；
[0034]S3:准直光波与原子气泡的空腔18内的原子气体相互作用；
[0035]S4:与原子气体相互作用后的准直光波依次经第三增透介质层16、出射壁12和第 四增透介质层17透射出光波增透型原子气泡I ;
[0036]S5:透射出光波增透型原子气泡I后的准直光波被光电探测器3接收，以检测透射 光波的光强。
[0037]本实施例的光波增透型原子气泡的入射壁和出射壁的两侧都设有增透介质层，能 够避免入射壁和出射壁对光波的反射作用，一方面提高光波增透型原子气泡对光波的透射 率，降低光波增透型原子气泡的功耗；另一方面避免对光源的损毁，延长光源的使用寿命。 本实施例的光波增透型原子气泡对光波的透射率高达95%。
[0038]应当理解，以上借助优选实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是示意性的 而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本发明说明书的基础上可以对各实施例所记 载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并 不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.一种光波增透型原子气泡，其特征在于，该光波增透型原子气泡包括入射壁(11)、 出射壁(12)和侧壁(13)；所述入射壁(11)的两侧设有第一增透介质层(14)和第二增透介质层(15);所述出射 壁(12)的两侧设有第三增透介质层(16)和第四增透介质层(17)；所述入射壁(11)、所述出射壁(12)、所述第一增透介质层(14)、所述第二增透介质层(15)、所述第三增透介质层(16)和所述第四增透介质层(17)相互平行；所述入射壁(11)、所述出射壁(12)和所述侧壁(13)围成的空腔(18)内充有原子气体。
2.根据权利要求1所述的光波增透型原子气泡，其特征在于，所述第一增透介质层 (14)、所述第二增透介质层(15)、所述第三增透介质层(16)和所述第四增透介质层(17)的 材质为光刻胶。
3.根据权利要求1所述的光波增透型原子气泡，其特征在于，所述第一增透介质层 (14)、所述第二增透介质层(15)、所述第三增透介质层(16)和所述第四增透介质层(17)的 厚度为 150-200nm。
4.根据权利要求1所述的光波增透型原子气泡，其特征在于，所述光波增透型原子气 泡整体呈长方体形、立方体形或圆柱体形。
5.根据权利要求1所述的光波增透型原子气泡，其特征在于，所述第一增透介质层(14)、所述第二增透介质层(15)、所述第三增透介质层(16)和所述第四增透介质层(17)对 波长范围为600-800nm的光波具有增透功能。
6.根据权利要求1所述的光波增透型原子气泡，其特征在于，所述入射壁(11)、所述出 射壁(12)和所述侧壁13的材质为玻璃。
7.根据权利要求1所述的光波增透型原子气泡，其特征在于，所述入射壁(11)和所述 出射壁(12)的厚度为0.1-lmm。
8.根据权利要求1所述的光波增透型原子气泡，其特征在于，所述侧壁(13)的厚度为 0.l-2mm。
9.权利要求1-8中任一项所述的光波增透型原子气泡的使用方法，其特征在于，该使 用方法包括如下步骤:光源(4)发射的光波经透镜(2)调整为准直光波，该准直光波的方向与原子气泡的入 射壁(11)相垂直；准直光波依次经第一增透介质层(14)、入射壁(11)和第二增透介质层(15)射入原子 气泡的空腔(18)内；准直光波与原子气泡的空腔(18)内的原子气体相互作用；与原子气体相互作用后的准直光波依次经第三增透介质层(16)、出射壁(12)和第四 增透介质层(17)射出原子气泡；射出原子气泡后的准直光波被光电探测器(3)接收，以检测透射光波的光强。
【文档编号】H03L7/26GK103501180SQ201310429757
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】石凡, 崔永顺, 赵环, 王暖让, 杨仁福, 年丰, 杨春涛, 葛军, 杨于杰, 冯克明 申请人:北京无线电计量测试研究所