专利名称：原子束发生器的制作方法
技术领域：
本发明是一种原子束发生器，属于原子束生成技术领域。
随着现代物理学发展，国际上开始研究把磁场和光场用于对原子进行冷却和捕获的技术。为了产生原子束，实验室中一般使用真空罐加热某局部原子材料，或在改装的高温真空炉中加热原子材料。这些产生原子束的设备由于未作专门设计，因此一种装置只能产生一种原子束，并且存在着原子束所含物质原子纯度不高，工作不稳定等缺陷。
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种能产生多种原子束，原子纯度高，并且工作稳定的原子束发生器。
本发明的目的可以通过以下技术措施实现原子束发生器包括高温炉和真空腔体；高温炉、真空腔体和大底座由连接件连结成一体，由真空密封条密封；由炉盖、炉体和炉底板组成的高温炉中安装加热体和原子容器；高温炉由真空腔体支撑；真空腔体、以及真空腔体内的载物台和其上的基片安装在大底座上；炉体和大底座上分别有连接真空机组的抽真空接口。
本发明的目的也可以通过以下技术措施实现高温炉的炉盖安装有与仪表相连接的测量炉温的热电偶；炉底板上安放隔热层及其内部的加热体，加热体内的原子容器安放在容器座上；原子容器由小盖和容器体构成，容器体底部的中间部分向上突起形成凸台，凸台的中心有小孔。
本发明与现有技术相比具有以下优点由于本发明的原子发生器中的原子容器和容器座容易更换，可用于产生多种不同物质材料的原子束。原子发生器有两个抽真空接口，抽真空时同时从两个接口抽气，能保证原子束不被其它物质原子混入污染，所含物质原子纯度高。本发明有对原子冷却和控制制作超微细图形的专用真空工作室，可在工作室内制作出超微细的三维图形。真空炉内的温度可按要求改变，使用方便。
图1为本发明实施例原子束发生器的结构图。
图2为高温炉结构图。
图3为原子容器结构图。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明如图1所示，原子束发生器由包括高温炉、真空腔体9和大底座12。高温炉、真空腔体9和大底座12由连接件连结成一体，并由真空密封条密封。
高温炉由炉盖4，炉体5和炉底板6组成。高温炉由真空腔体9支撑。真空腔体9放置于大底座12上。大底座12上装有载物台11，载物台11上放置基片10，可在其上堆积制作超微细图形。载物台11和基片10位于真空腔体9的内部。大底座12上有抽真空接口13。抽真空接口13用于排除真空腔体9内的气体。
图2为由炉盖4、炉体5和炉底板6组成的高温炉结构图。炉体5放置于炉底板6上，炉盖4位于炉体5上方。炉盖4和炉体5均为双层结构，其夹层内分别通有冷却用的冷却水15、18。炉盖4的中间装有显示炉温的仪表2。仪表2连接测量炉温的热电偶3。炉体5上的抽真空接口1与真空机组相连。抽真空接口1用于排除高温炉内由于高温产生的无用(不同于原子容器17内的)物质材料的原子和气体。
炉底板6上有孔8，孔8上有旋转档板7。炉底板6上放置杯形形状的隔热层14。隔热层14内部有加热体16。加热体16用钼丝绕成园柱形制成。在加热体16中间，也就是炉子的最中心部分，即温度最高部分，装有原子容器17，原子容器17放在下部有圆柱体的容器座19上。容器座19下部的圆柱体伸入炉底板6上的孔8中。容器座19中心有小孔20。容器座19连同加热体16以及隔热层14都一起安放于炉底板6上。隔热层14由多层钼片制成，其作用是减慢内部的加热体16的热量散发，使加热体16能够保持高温。操作者可根据原子升温要求，给加热体16通以不同的电流，使炉子升温。真空机组工作后使高温炉内部最高真空度可达1.33×10-5pa以上。炉内最高温度可升达1700℃。高温炉中原子容器17内的原子被加热后，通过容器座19中心的小孔20，经炉底板6上的孔8，射入真空腔体9内。当不需要原子束时，可旋转档板7，档去由孔8喷射出的原子束。
图3为原子容器17的结构图(结构放大图)。原子容器17由小盖21和容器体22构成，小盖21紧密盖在容器体22之上，为防升温后原子溢出。容器体22底部的中间部分向上突起形成凸台23，凸台23中心有小孔25，直径为Φ0.2-Φ2mm。原子容器17中有物质原子材料24，经高温熔化为液体聚积于容器体22的底部。由于凸台23的位置较高，聚积于容器体22底部的液体原子材料不会从小孔25中流出。但由于炉子在加热到一定温度后，游离态原子不断来回无规则碰击容器壁，有一部分原子从容器体22的小孔25中射出，通过容器座19的小孔20和炉底板6上的孔8向下射出形成了所需要的原子束流。
原子束发生器有二个抽真空接口，即抽真空接口1和13。高温炉中产生的无用物质材料原子和气体，从抽真空接口1排出。抽真空接口13用于排除真空腔体9内的气体。抽真空时同时从抽真空接口1和13抽气，使原子容器17中的物质材料24，以及通过容器座19小孔和炉底板6出射的物质材料24的原子纯度高。
当需要原子束发生器产生其他物质原子束时，可更换新的原子容器17和容器座19。把其他物质材料放在新的原子容器17中，使之产生纯度高的原子束。这样，可用一个原子束发生器能产生多种不同物质的高纯度原子束，以适应不同的实验研究需要。
权利要求
1.一种原子束发生器，包括高温炉和真空腔体(9)，其特征在于高温炉、真空腔体(9)、大底座(12)由连接件连结成一体，并由真空密封条密封；由炉盖(4)、炉体(5)和炉底板(6)组成的高温炉中安装加热体(16)以及其中的原子容器(17)；高温炉由真空腔体(9)支撑，真空腔体(9)以及真空腔体(9)内的载物台和其上的基片(10)安装在大底座(12)上；炉体(5)和大底座上(12)分别有连接真空机组的抽真空接口(1)和(13)。
2.根据权利要求1所述的原子束发生器，其特征在于高温炉的炉盖(4)中心安装有与仪表(2)相连接的测量炉温的热电偶(3)；炉底板(6)上放置隔热层(14)以及其内部的加热体(16)，加热体(16)内的原子容器(17)安放在容器座(19)上；原子容器(17)由小盖(21)和容器体(22)构成，容器体(22)底部的中间部分向上突起形成凸台(23)，凸台(23)的中心有小孔(25)。
全文摘要
本发明是一种原子束发生器,它主要由包括炉盖、炉体、原子材料容器和炉底板组成的高温炉,以及真空腔体、大底座与抽真空接口等部分构成。通过更换和加热原子材料容器,能用于产生出不同的多种物质材料的原子束。本发明在工作时通过抽真空排除无用原子和气体,可保证原子束纯度较高。本发明有对原子冷却和控制制作超微细图形的专用真空工作室,可在工作室内制作出超微细三维图形。
文档编号H05H3/00GK1386041SQ0110843
公开日2002年12月18日 申请日期2001年5月16日 优先权日2001年5月16日
发明者罗先刚, 姚汉民, 陈旭南, 李展, 陈献忠, 张嵬 申请人:中国科学院光电技术研究所