碱金属原子配比的实时监测方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种碱金属原子配比的实时监测方法及系统，所述系统包括用于产生输入光的光源；用于导引和处理输入光的光纤、光纤耦合器、反射镜、扩束镜、透镜和光阑；用于容置碱金属的气室，与气室连通的碱金属输入和输出管路，设置在气室外周、用以为气室提供热源的加热烤箱，安装在气室侧壁的温度传感器；输入光经过气室后经透镜、光纤耦合器和光纤进入光谱仪，所述光谱仪与计算机连接。本发明解决了碱金属气室内部原子比例无法实时定量监测的问题，为超高灵敏惯性与磁场测量装置后续的深入研究提供了基础。
【专利说明】碱金属原子配比的实时监测方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明属于光谱分析及原子物理【技术领域】，尤其是一种原子自旋惯性与磁场测量装置碱金属气室内部碱金属原子配比的实时监测方法和系统。
【背景技术】
[0002]基于原子自旋效应的新型惯性与磁场测量装置，分别利用原子的角动量特性和原子的拉莫尔进动特性，进 行惯性和磁场测量，测量灵敏度远高于传统装置。超高灵敏惯性与磁场测量装置，可服务于化学物质成份与结构分析和生物分子结构分析、原子自旋陀螺仪\磁强计等领域。碱金属气室是超高灵敏磁场和惯性测量装置的敏感表头，碱金属气室的性能从本质上决定了仪器灵敏度的极限。因此，对碱金属气室内部原子比例的研究，是超高灵敏惯性与磁场测量装置必不可少的一部分。
[0003]目前，对于碱金属气室内部碱金属原子比例的控制主要通过高温火焰枪加热玻璃管路中的碱金属，通过碱金属原子气化、冷凝的方法来控制碱金属原子的配比，这种方法简单易行，但是只能通过目测的方法来定性判断碱金属原子的配比，无法定量控制。
【发明内容】
[0004]发明目的:提供一种碱金属原子配比的实时监测方法，以现有技术存在的上述问题，并进一步提供一种能够实现上述方法的系统。
[0005]技术方案:一种碱金属原子配比的实时监测方法，包括如下步骤:
[0006]米集相关参数，包括:入射光光强、出射光光强和光程；
[0007]计算碱金属原子的密度:
[0008]当气室中仅存在碱金属单质的情况，采用下述公式计算原子密度，
[0009]? = 2...........?..........>?):...........2):.....CriJLw
[0010]式中:Iin表不入射光的光强；1_表不出射光的光强；11表不碱金属的原子密度；0 O)表不碱金属原子在光频率为V处的吸收截面积；L表不光经过气室的光程；c表不光速表示电子的半径；f表示振荡强度；v表示光频率；V(1表示原子吸收谱线的中心频率；w表示原子吸收谱线的线宽。
[0011]当气室中存在碱金属混合的情况，采用下述公式计算原子密度，
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[0013]ιι?"^0-) =Β!τ
[0014]Bfiix (T) =n；,mpl''(T) ft
【权利要求】
1.一种碱金属原子配比的实时监测方法，其特征在于，包括如下步骤: 米集相关参数，包括:入射光光强、出射光光强和光程； 计算碱金属原子的密度: 当气室中仅存在碱金属单质的情况，采用下述公式计算原子密度，
2.一种碱金属原子配比的实时监测系统，其特征在于，包括用于产生输入光的光源；用于导引和处理输入光的光纤、光纤稱合器、反射镜、扩束镜、透镜和光阑； 用于容置碱金属的气室，与气室连通的碱金属输入和输出管路，设置在气室外周、用以为气室提供热源的加热烤箱，安装在气室侧壁的温度传感器； 输入光经过气室后经透镜、光纤耦合器和光纤进入光谱仪，所述光谱仪与计算机连接。
3.如权利要求2所述的碱金属原子配比的实时监测系统，其特征在于，所述输入管路焊接单质碱金属玻璃管，所述输出管路焊接碱金属气室和冷阱并连接到真空\供气系统。
4.如权利要求2或3所述的碱金属原子配比的实时监测系统，其特征在于，所述输入管路和输出管路上缠绕铝箔纸和加热带，所述加热带连接温度控制系统。
【文档编号】G01N21/31GK103954573SQ201410191477
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年5月7日 优先权日:2014年5月7日
【发明者】陈熙源, 邹升, 张红, 陈瑶 申请人:东南大学