本技術的不同實施例均涉及原子設備,且更具體地,涉及使用熱封裝件的隔熱原子設備。
背景技術:
1、原子設備利用原子躍遷來測量物理量,例如時間、磁場或電場。原子磁力計或光泵磁力計(opm)檢測并表征目標的磁場。原子鐘是精確的頻率基準。原子陀螺儀測量平臺的旋轉。靜電計測量由目標產生的電場。原子設備包括物理封裝件,該物理封裝件包括光學器件、光源和原子材料或分子材料。物理封裝件由控制器供電和操作??刂破魈幚韥碜晕锢矸庋b件的信號。在物理封裝件內部,諸如堿蒸氣等的原子材料或分子材料被限制在玻璃蒸氣單元或烘箱內。玻璃蒸氣單元接收來自光源的光以測量物理量(例如,目標磁場)。加熱金屬堿蒸氣以在單元內產生最佳蒸氣壓。這需要大量的功率來操作原子設備。在諸如opm的原子設備中,原子蒸氣單元的熱量可以影響目標。例如,在基于opm的腦磁圖(meg)系統中,opm被放置在對象的頭部上,以檢測源自對象頭部內的磁場。加熱蒸氣單元所產生的熱量可能讓對象變得不舒服。
2、為了減輕不期望的熱傳遞,傳統的蒸氣單元被封閉在真空內。然而,以在設備的生命周期內維持外殼中足夠低的壓力的方式來構造包含真空的密封結構是困難且昂貴的。真空損失會降低原子設備的性能并增加功耗。真空度可能因外殼內部的材料的排氣或氣體穿過外殼的壁的泄露而降低。在原子設備中,外殼的一個或多個壁通常由透明材料制成。諸如氦的氣體通過透明材料的擴散可能使原子設備的真空度和性能降低。
3、遺憾的是,傳統的蒸氣單元熱緩解外殼不能有效地且高效地隔熱蒸氣單元。而且,傳統的蒸氣單元熱緩解外殼難以構造。
技術實現思路
1、提供本
技術實現要素:
是為了以簡化的形式介紹將在以下技術描述中進一步描述的一些概念。本概括并不旨在標識所要求保護的主題的關鍵特征或必要特征,也不旨在用于幫助確定所要求保護的主題的范圍。
2、本技術的不同實施例涉及原子設備隔熱件。一些實施例包括熱封裝的原子設備。該熱封裝的原子設備包括原子蒸氣單元、至少一個加熱器和外殼。至少一個加熱器加熱原子蒸氣單元。外殼填充有氣體,該氣體被選擇為具有小于空氣的熱導率。外殼利用氣體圍繞原子蒸氣單元。
3、一些實施例包括制造熱封裝的原子設備的方法。該制造方法包括將原子蒸氣單元安裝到外殼基部。方法還包括將外殼壁放置在外殼基部上以圍繞原子蒸氣單元。方法還包括將外殼壁夾持到外殼基部。方法還包括在外殼壁與外殼基部之間的接合部處將外殼壁結合到外殼基部。方法還包括用被選擇為具有小于空氣的熱導率的氣體回填原子蒸氣單元的周圍環境,并且將外殼頂部放置在外殼壁上以產生利用氣體圍繞原子蒸氣單元的封閉體積。方法還包括將外殼頂部夾持到外殼壁。方法還包括在外殼頂部與外殼壁之間的接合部處將外殼頂部結合到外殼壁。
1.一種熱封裝的原子設備,所述原子設備包括:
2.根據權利要求1所述的熱封裝的原子設備,其中,所述氣體包括氙。
3.根據權利要求1所述的熱封裝的原子設備,其中,所述氣體包括氪。
4.根據權利要求1所述的熱封裝的原子設備,其中,所述氣體包括氬。
5.根據權利要求1所述的熱封裝的原子設備,所述原子設備還包括用于將所述原子蒸氣單元聯接到所述外殼的蒸氣單元安裝件。
6.根據權利要求1所述的熱封裝的原子設備,其中,所述外殼用粘合劑密封。
7.根據權利要求1所述的熱封裝的原子設備,其中,所述外殼用激光結合密封。
8.根據權利要求1所述的熱封裝的原子設備,其中,所述外殼用焊料密封。
9.根據權利要求1所述的熱封裝的原子設備,其中,所述外殼用陽極鍵合密封。
10.根據權利要求1所述的熱封裝的原子設備,所述原子設備還包括電饋通;并且其中:
11.根據權利要求1所述的熱封裝的原子設備,所述原子設備還包含聯接到所述原子蒸氣單元的溫度傳感器;并且其中:
12.根據權利要求1所述的熱封裝的原子設備,其中,所述原子蒸氣單元包括堿金屬原子。
13.根據權利要求1所述的熱封裝的原子設備,其中,所述原子設備包括磁場傳感器。
14.根據權利要求1所述的熱封裝的原子設備,其中,所述原子設備包括原子頻率基準。
15.根據權利要求1所述的熱封裝的原子設備,其中,所述原子設備包括陀螺儀。
16.根據權利要求1所述的熱封裝的原子設備,其中,所述原子設備包括測電傳感器。
17.一種制造熱封裝的原子設備的方法,所述制造方法包括:
18.根據權利要求17所述的制造方法,其中,用被選擇為具有小于空氣的熱導率的所述氣體回填所述周圍環境包括用氙回填所述周圍環境。
19.根據權利要求15所述的制造方法,其中,用被選擇為具有小于空氣的熱導率的所述氣體回填所述周圍環境包括用氪回填所述周圍環境。
20.根據權利要求17所述的制造方法,所述制造方法還包括:
21.根據權利要求17所述的制造方法,其中:
22.根據權利要求17所述的制造方法,其中: