用于双目的吸气剂容器的系统和方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]一些原子传感器需要超高的真空才能适当地工作。例如，采用冷原子的钟的主体内存在的空气会负面地影响钟的功能。为了防止空气进入原子传感器的主体内，使用离子栗、涡轮分子栗等去除主体内的空气。然而，随着时间过去，小的泄露或颗粒出气作用(out-gassing)允许空气缓慢地进入传感器主体。为了维持传感器主体内所需的真空水平，将不可蒸发的吸气剂放置在传感器内以去除进入传感器主体的空气。然而，为了获得足够的栗送速度和能力，不可蒸发的吸气剂变得相对大，并且不可蒸发的吸气剂的尺寸限制了原子传感器的可能的尺寸范围。在一些应用中，原子传感器的尺寸要求使得无法使用不可蒸发的吸气剂来维持原子传感器内的真空。
[0002]此外，在某些原子传感器中，将空气栗送出去以在原子传感器内产生真空，并且引入其它气体以使得传感器能够适当操作。例如，在原子钟中，可在原子钟的主体内产生真空，然后将诸如铷的材料引入原子钟的主体。在某些实施方式中，为了产生真空并且将材料引入传感器，通过一系列进入端口来进入传感器的内部。然而，原子钟可被设计成占据小的体积，而多个端口使原子钟的尺寸增大，并且多个开口也会增大原子钟的脆弱性，使得钟在制造和操作期间更加易于损坏。
【发明内容】
[0003]提供了用于双目的吸气剂容器的系统和方法。在某些实施例中，一种原子传感器装置包括:传感器主体，所述传感器主体包围原子传感器；吸气剂容器，所述吸气剂容器被联接到所述传感器主体中的开口，其中，所述吸气剂容器中的第一开口被联接到所述传感器主体的所述开口 ；以及位于所述吸气剂容器上的第二开口，其中，所述传感器主体内的气体能经过所述第二开口。此外，所述装置可包括被包围在所述吸气剂容器内的吸气剂，所述吸气剂涂覆所述吸气剂容器的表面，使得所述传感器主体内的气体能进入所述吸气剂容器并且接触所述吸气剂。
【附图说明】
[0004]应理解附图仅仅示出了示例性实施例并且因此不应被认为限制范围，将通过使用附图以另外的特定性和细节来描述示例性实施例，在附图中:
图1是用于维持原子传感器内的真空的系统的一个实施例的示意图；
图2A和2B是用于维持原子传感器内的真空的不同的系统的示意图；
图3是根据一个实施例的吸气剂固定器的示意图；
图4是用于吸气剂的激活装置的示意图，其中，吸气剂被放置在根据一个实施例的吸气剂容器中；并且
图5是流程图，描述了根据一个实施例的具有双目的吸气剂的原子传感器的制造。
[0005]根据通常的实践，所描述的各个特征没有按比例绘制，而是被绘制成着重强调与示例性实施例相关的特定特征。
【具体实施方式】
[0006]在以下的详细描述中，对构成说明书一部分的附图进行参考，附图中以示例的方式示出了特定的示例性实施例。然而，应当理解的是也可采用其它实施例并且可以作出逻辑、机械和电子方面的改变。此外，附图和说明书中所示的方法不应被理解为限制了各个步骤的执行顺序。因此，以下的详细描述不应被认为具有限制意义。
[0007]本文描述的实施例提供了通过使用双目的吸气剂容器来建立和维持原子传感器内的真空的解决方案。为了建立和维持钟主体内的真空，例如超高真空，具有可蒸发吸气剂的管被附接到原子钟的主体中的开口。当管被附接时，管被用于清空主体的内部并且也用于引入诸如铷的材料。当主体被排空并且填充了铷时，可将管密封，然后可激活放置在管内的可蒸发吸气剂。通过在排空主体、填充主体以及激活吸气剂时使用同一个开口，能够减少制造钟时所需的开口数量，从而能够实现更小的主体，其更加难以损坏。
[0008]图1是示意图，示出了传感器100，该传感器100能够使用两个填充管114和116以及吸气剂102来维持原子传感器主体106内的真空。在某些实施方式中，原子传感器100是原子钟、陀螺仪、加速度计等等。此外，原子传感器100包括传感器主体106，其中，传感器主体106是将内部体积与外部环境隔离的结构。在一些实施方式中，原子传感器的传感器主体106内存在的气体(例如氮、氧、氩等)影响了原子传感器100执行其设计功能的能力。例如，冷原子钟通常以超高真空操作，以便适当操作。为了防止气体污染影响原子传感器的功能，系统100包括附接到排气部位113的排气装置114。排气部位113提供了这样的位置，排气装置114在该位置附接到传感器主体106以从传感器主体106内排出气体。多个方法可用于通过排气部位113排出气体。例如，热真空密封、吸气法、填充/排空循环、温度烘烤、氧气放电、栗送和其它技术可用于从传感器主体通过排气部位排出气体。如所示的，并且在某些实施例中，排气装置114可以是填充管，其附接到传感器主体106上的排气部位113。
[0009]此外，传感器100还可包括附接到进入点115的填充管116，其中，穿过进入点115的填充管116可用于进入传感器主体106的内部。在通过排气部位113排出气体之后，通过填充管116，用于传感器主体106内的原子传感器的操作的碱金属(例如铷、铯或其它合适的碱金属)可被放置在传感器主体106内。而且，离子栗或涡轮分子栗也可附接到填充管以通过填充管114和116从传感器主体106内去除空气。当通过填充管114和116从传感器主体106内排出空气，使用各种技术密封填充管114和116以获得真空密闭密封并且维持真空，包括例如收缩(pinching)和焊接或阀。在一些实施方式中，室被排空以产生真空并被密封。然后，通过将已经被插入填充管116的包含碱金属的囊盒弄碎(或者另一种合适的技术)而在真空下将碱金属释放到室内。在替代的实施方式中，在将碱金属释放到室内之后，室被密封。换句话说，被密封的、自备的碱金属在排空之前被引入室，但是碱原子尚未被释放直到排真空之后。在另一实施例中，如果是金属的但彼此电绝缘，则填充管充当用于形成等离子体的电极，以便放电清洗传感器主体106并且增强传感器主体106的真空性质和真空烘烤(也即加热传感器主体106以加速排空)。还在2009年6月15日提交的名称为“PHYSICE PACKAGE DESIGN FOR A COLD ATOM PRIMARY FREQUENCY STANDARD”的美国专利申请序列号12/484,878 (律师案号H0020713-5609)中描述了填充管，其在本文中被称为’ 878申请。’ 878申请通过引用并入本文中。
[0010]当气体被从传感器主体106内去除时，原子传感器材料被放置到传感器主体106中。例如，当原子传感器100是原子钟时，铷或铯通过排气部位115被放置在排空的传感器主体106中。在一些实施方式中，当原子传感器材料被放置在传感器主体106中时，排气部位113和115被密封。然而，气体(例如铯或铷以及其它污染物气体)可留在传感器主体106中，可在制造之后通过结合材料(如硅酸钠)中的裂缝或玻料破裂进入传感器主体106，或者可由于内部材料的出气作用而在传感器主体106内产生。为了在传感器主体106内形成并维持真空，吸气剂可进一步去除剩余空气以及进入传感器主体106的空气。
[0011]在该实施例中，可蒸发吸气剂可在