第35卷，第8期 2015年8月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.35,No.8 -pp2281-2286
August,2015
基于光谱吸收法的碱金属原子配比检测方法研究
邹升，张红，陈瑶”，陈熙源1*
1.东南大学仪器科学与工程学院微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室，江苏南京210096 2，北京航空航天大学“惯性技术重点实验室，北京100191
摘要碱金属混合物原子配比是超高灵敏惯性测量装置表头的重要参数，需精确测量。针对碱金属配比与碱金属蒸汽密度相关的特点，提出运用光深理论检测碱金属配比。结果表明：受多种因素影响，光深理论得到的碱金属蒸汽密度与饱和蒸汽压经验公式计算的结果相差3不数量级，无法保证碱金属配比的测量精度；改变数据处理方法，建立光谱吸收率与气室内部温度的映射模型，运用光谱吸收率标定碱金属气室内部温度，通过碱金属饱和蒸汽压经验公式计算气室内部碱金属原子的配比，多组数据分析表明：检测误差在 10%以内。
关键词蒸汽密度；光深理论；光谱吸收率；碱金属
中图分类号：TH835
引言
文献标识码：A
D0I: 10. 3964/i. issn. 1000-0593 (2015 )08-2281-06
部分碱金属，导致最终碱金属配比出现偏差。
本研究针对碱金属气室内部碱金属原子配比的间题，设计了碱金属原子配比控制系统，提出了检测方法；碱金属原
以原子自旋效应的新型惯性和磁场测量装置，分别利用原子的角动量特性和拉莫尔进动特性，进行惯性和磁场测量，测量灵敏度远高于传统装置1-4。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5]、原子自旋陀螺仪和磁强计等领域.。碱金属气室是超高灵墩磁场和惯性测量装置的墩感表头，碱金属气室的性能从本质上决定了仪器灵敏度的极限".9]。碱金属气室内部原子配比作为气室的重要参数之一，对其定量控制和检测为超高灵敏惯性与磁场测量装置提供了重要技术保证口]。
Singh等使用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，但只能通过自测的方法来定性判断碱金属原子的配比，无法定量控制。
Liew等采用刻蚀的方法，在硅晶片上制作方型刻槽，将玻璃与硅晶片键和，制作小型UHV气室，反应物置于气室中，通过化学反应的方法，在气室中生成碱金属单质，这种方法工艺复杂，不利于操作12]。
Peter等利用厌氧手套箱，在真空环境中，通过天平称重
的方法调配碱金属混合物，配置好碱金属混合物之后，将其封装在气室中，此方法操作方便，但操作过程中可能会损耗
收稿日期：2014-06-09，修订日期：2014-10-15
子配比控制系统包括玻璃管路、温度控制系统、检测系统和真空系统四大部分。该系统能够根据需要实时调配碱金属的比例，解决了碱金属气室内部原子比例无法实时定量检测的问题，为超高灵敏惯性与磁场测量装置后续的深人研究提供了基础。
1实验部分 1.1仪器及装置
实验装置如图1所示，光纤导出光源，两个反射镜调节输人光的位置，准直扩束镜整形输入光，光阑调节光斑大小，控制输入光的强度；碱金属气室位于加热烤箱当中，气室器壁上附有温度传感器；通过透镜和光纤耦合器将输出光耦合到光谱仪中，再连接计算机进行分析处理。
实验中所用的光谱仪为OceanOptics公司的HR-2000 光谱仪，其探测范围为：200～1100nm，光学分辨率(FWHM）：0.02～8.4nm，光栅：14种光栅，涵盖紫外到近红外；分析软件：Overture光谱分析软件；实验中所用的光源为OceanOptics的HL-2000，波长范围：360nm～2m，输出功率：7watts；温度传感器采用铂电阻PT100；光学设备
基金项目：国家自然科学基金重大科研仪器设备研制专项(61227902），东南大学优秀博士论文培育基金项目（YBJJ1536)资助作者简介：邹升，1987年生，东南大学仪器科学与工程学院博士研究生
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