專利名稱：原子束發生器的制作方法
技術領域：
本發明是一種原子束發生器，屬于原子束生成技術領域。
隨著現代物理學發展，國際上開始研究把磁場和光場用于對原子進行冷卻和捕獲的技術。為了產生原子束，實驗室中一般使用真空罐加熱某局部原子材料，或在改裝的高溫真空爐中加熱原子材料。這些產生原子束的設備由于未作專門設計，因此一種裝置只能產生一種原子束，并且存在著原子束所含物質原子純度不高，工作不穩定等缺陷。
本發明的目的在于克服上述現有技術的不足而提供一種能產生多種原子束，原子純度高，并且工作穩定的原子束發生器。
本發明的目的可以通過以下技術措施實現原子束發生器包括高溫爐和真空腔體；高溫爐、真空腔體和大底座由連接件連結成一體，由真空密封條密封；由爐蓋、爐體和爐底板組成的高溫爐中安裝加熱體和原子容器；高溫爐由真空腔體支撐；真空腔體、以及真空腔體內的載物臺和其上的基片安裝在大底座上；爐體和大底座上分別有連接真空機組的抽真空接口。
本發明的目的也可以通過以下技術措施實現高溫爐的爐蓋安裝有與儀表相連接的測量爐溫的熱電偶；爐底板上安放隔熱層及其內部的加熱體，加熱體內的原子容器安放在容器座上；原子容器由小蓋和容器體構成，容器體底部的中間部分向上突起形成凸臺，凸臺的中心有小孔。
本發明與現有技術相比具有以下優點由于本發明的原子發生器中的原子容器和容器座容易更換，可用于產生多種不同物質材料的原子束。原子發生器有兩個抽真空接口，抽真空時同時從兩個接口抽氣，能保證原子束不被其它物質原子混入污染，所含物質原子純度高。本發明有對原子冷卻和控制制作超微細圖形的專用真空工作室，可在工作室內制作出超微細的三維圖形。真空爐內的溫度可按要求改變，使用方便。


圖1為本發明實施例原子束發生器的結構圖。
圖2為高溫爐結構圖。
圖3為原子容器結構圖。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明如圖1所示，原子束發生器由包括高溫爐、真空腔體9和大底座12。高溫爐、真空腔體9和大底座12由連接件連結成一體，并由真空密封條密封。
高溫爐由爐蓋4，爐體5和爐底板6組成。高溫爐由真空腔體9支撐。真空腔體9放置于大底座12上。大底座12上裝有載物臺11，載物臺11上放置基片10，可在其上堆積制作超微細圖形。載物臺11和基片10位于真空腔體9的內部。大底座12上有抽真空接口13。抽真空接口13用于排除真空腔體9內的氣體。
圖2為由爐蓋4、爐體5和爐底板6組成的高溫爐結構圖。爐體5放置于爐底板6上，爐蓋4位于爐體5上方。爐蓋4和爐體5均為雙層結構，其夾層內分別通有冷卻用的冷卻水15、18。爐蓋4的中間裝有顯示爐溫的儀表2。儀表2連接測量爐溫的熱電偶3。爐體5上的抽真空接口1與真空機組相連。抽真空接口1用于排除高溫爐內由于高溫產生的無用(不同于原子容器17內的)物質材料的原子和氣體。
爐底板6上有孔8，孔8上有旋轉檔板7。爐底板6上放置杯形形狀的隔熱層14。隔熱層14內部有加熱體16。加熱體16用鉬絲繞成園柱形制成。在加熱體16中間，也就是爐子的最中心部分，即溫度最高部分，裝有原子容器17，原子容器17放在下部有圓柱體的容器座19上。容器座19下部的圓柱體伸入爐底板6上的孔8中。容器座19中心有小孔20。容器座19連同加熱體16以及隔熱層14都一起安放于爐底板6上。隔熱層14由多層鉬片制成，其作用是減慢內部的加熱體16的熱量散發，使加熱體16能夠保持高溫。操作者可根據原子升溫要求，給加熱體16通以不同的電流，使爐子升溫。真空機組工作后使高溫爐內部最高真空度可達1.33×10-5pa以上。爐內最高溫度可升達1700℃。高溫爐中原子容器17內的原子被加熱后，通過容器座19中心的小孔20，經爐底板6上的孔8，射入真空腔體9內。當不需要原子束時，可旋轉檔板7，檔去由孔8噴射出的原子束。
圖3為原子容器17的結構圖(結構放大圖)。原子容器17由小蓋21和容器體22構成，小蓋21緊密蓋在容器體22之上，為防升溫后原子溢出。容器體22底部的中間部分向上突起形成凸臺23，凸臺23中心有小孔25，直徑為Φ0.2-Φ2mm。原子容器17中有物質原子材料24，經高溫熔化為液體聚積于容器體22的底部。由于凸臺23的位置較高，聚積于容器體22底部的液體原子材料不會從小孔25中流出。但由于爐子在加熱到一定溫度后，游離態原子不斷來回無規則碰擊容器壁，有一部分原子從容器體22的小孔25中射出，通過容器座19的小孔20和爐底板6上的孔8向下射出形成了所需要的原子束流。
原子束發生器有二個抽真空接口，即抽真空接口1和13。高溫爐中產生的無用物質材料原子和氣體，從抽真空接口1排出。抽真空接口13用于排除真空腔體9內的氣體。抽真空時同時從抽真空接口1和13抽氣，使原子容器17中的物質材料24，以及通過容器座19小孔和爐底板6出射的物質材料24的原子純度高。
當需要原子束發生器產生其他物質原子束時，可更換新的原子容器17和容器座19。把其他物質材料放在新的原子容器17中，使之產生純度高的原子束。這樣，可用一個原子束發生器能產生多種不同物質的高純度原子束，以適應不同的實驗研究需要。
權利要求
1.一種原子束發生器，包括高溫爐和真空腔體(9)，其特征在于高溫爐、真空腔體(9)、大底座(12)由連接件連結成一體，并由真空密封條密封；由爐蓋(4)、爐體(5)和爐底板(6)組成的高溫爐中安裝加熱體(16)以及其中的原子容器(17)；高溫爐由真空腔體(9)支撐，真空腔體(9)以及真空腔體(9)內的載物臺和其上的基片(10)安裝在大底座(12)上；爐體(5)和大底座上(12)分別有連接真空機組的抽真空接口(1)和(13)。
2.根據權利要求1所述的原子束發生器，其特征在于高溫爐的爐蓋(4)中心安裝有與儀表(2)相連接的測量爐溫的熱電偶(3)；爐底板(6)上放置隔熱層(14)以及其內部的加熱體(16)，加熱體(16)內的原子容器(17)安放在容器座(19)上；原子容器(17)由小蓋(21)和容器體(22)構成，容器體(22)底部的中間部分向上突起形成凸臺(23)，凸臺(23)的中心有小孔(25)。
全文摘要
本發明是一種原子束發生器,它主要由包括爐蓋、爐體、原子材料容器和爐底板組成的高溫爐,以及真空腔體、大底座與抽真空接口等部分構成。通過更換和加熱原子材料容器,能用于產生出不同的多種物質材料的原子束。本發明在工作時通過抽真空排除無用原子和氣體,可保證原子束純度較高。本發明有對原子冷卻和控制制作超微細圖形的專用真空工作室,可在工作室內制作出超微細三維圖形。
文檔編號H05H3/00GK1386041SQ0110843
公開日2002年12月18日 申請日期2001年5月16日 優先權日2001年5月16日
發明者羅先剛, 姚漢民, 陳旭南, 李展, 陳獻忠, 張嵬 申請人:中國科學院光電技術研究所