Журнал
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики
УДК:544.3
Номер:3 (155)
Анализ химических взаимодействий при заполнении цезием газовой ячейки квантового магнитометра
Аннотация:
Введение. Представлены результаты разработки и исследования технологического процесса изготовления сферических газовых ячеек. Подобные ячейки применяются в квантовых приборах, таких как магнитометры, гироскопы и атомные часы. Их работа основана на оптической накачке и детектировании состояния паров щелочных металлов, в частности, цезия. Для увеличения времени жизни спин-поляризации цезия ячейку заполняют буферным инертным газом. Качество изготовления ячейки напрямую влияет на такие характеристики приборов как ширина линий резонансов и достижимое отношение сигнал/шум. Предложенная технология изготовления ячеек позволяет упростить технологический процесс, исключает применение специализированного оборудования, повышает воспроизводимость результатов, связанных с химическими реакциями щелочного металла с посторонними примесями в буферном газе. Это достигается путем детектирования формируемых соединений и их исключения из состава газовой среды ячеек за счет выбора обоснованной последовательности технологических операций в цикле изготовления ячеек. Метод. Применение традиционных методов рентгенофазового анализа связано с необходимостью разгерметизации стеклянной капсулы с цезием и неизбежной реакцией цезия с компонентами воздушной среды. В работе предложена двухэтапная аналитическая оценка состава газовой смеси. На первом этапе определяется термодинамическая разрешенность всех возможных реакций в системе цезий-азот-примесный кислород. На втором этапе сопоставляется цветовая гамма спектров экспериментально полученных продуктов реакций с цветом продуктов термодинамически разрешенных взаимодействий. Основные результаты. Термодинамический анализ на основе двухэтапного подхода позволил выявить формирование субоксидов цезия в газовой ячейке при нагреве в интервале температур 273–700 К. Для их исключения из состава ячейки предложена последовательность операций. Она включает в себя формообразование стеклодувным методом ампулы, имеющей технологическую цилиндрическую часть, и соединенную с ней перетяжкой сферическую ячейку. В технологическую часть ампулы закладывается капсулированный в стеклянную оболочку цезий высокой чистоты, после чего проводится вакуумирование ампулы. После вскрытия капсулы с цезием осуществляется температурная перегонка чистого цезия в сферическую зону. Технологический процесс завершается заполнением ячейки буферным газом, после чего она отпаивается. Обсуждение. Отсутствие нагрева при заполнении азотом существенно упрощает технологический процесс и минимизирует в газовой смеси количество посторонних примесей в виде субоксидов цезия.
Ключевые слова:
Постоянный URL
Статьи в номере
- Оптические свойства границы раздела тонких пленок оксидов индия и олова с лазерно-осажденными одностенными углеродными нанотрубками
- Применение ксантеновых флуоресцентных красителей для обнаружения микропластика в почве и проведения фитотестов
- Исследование влияния управляющего напряжения фазового модулятора на основе ниобата лития на величину паразитной амплитудной модуляции и распределение интенсивности оптического излучения на торцах канальных волноводов
- Оценка количественного состава ингибиторов гидратообразования по их инфракрасным спектрам
- Магнитооптические свойства молекул атмосферного воздуха
- Фемтосекундная лазерная модификация золь-гель пленок ZnO:Ag с проявлением дихроизма
- Оценка плотности плазмы в воде на основе теории Келдыша при изменении длины волны накачки
- Люминесцентные и колориметрические свойства покрытых оболочкой диоксида кремния сферических нанокристаллов теллурида кадмия во внешнем электрическом поле
- Синтез наблюдателя электродвижущей силы вращения синхронного двигателя с возбуждением от постоянных магнитов с переключаемой структурой и самонастраивающимися подсистемами фильтрации и оценки углового положения
- Совершенствование алгоритма обработки данных от мультисенсорной системы в задачах определения показателей качества растительных масел
- Совместное легирование тетрабората лития переходными и щелочными металлами
- Полимерно-солевой синтез и исследование структуры нанопорошков модифицированного ванадием алюмоиттриевого граната
- Повышение безопасности медицинских данных в облачных средах с помощью двойной аутентификации и оптимального шифрования с настройкой ключей
- Устранение искажений слабых изображений астрономических объектов на примере Сатурна, Юпитера и их спутников
- Метод формирования сегментов информационной последовательности с использованием функционала качества моделей обработки
- Метод удаления размытия видеоизображения на смартфоне при движении
- Подход к обнаружению неконвенциональной пиксельной атаки на нейронные сети обработки изображений методами статистического анализа
- О влиянии сосредоточенного включения на спектр собственных колебаний струны и балки Бернулли–Эйлера
- Восстановление нестационарного теплового потока от аккумулятора тепловой энергии путем решения обратной задачи теплопроводности
- Применение теории нечетких множеств при решении задач управления временным ресурсом радиолокационной станции мониторинга космического пространства
- Количественная оценка и моделирование биомеханических характеристик голеностопного сустава