一种修正汞灯频率的方法、系统、电子设备与流程

1.本文件涉及汞灯技术领域，尤其涉及一种修正汞灯频率的方法、系统、电子设备。


背景技术：

2.汞离子微波频标是一种新型频标，采用了不同于氢、铷、铯等传统原子频标的全新工作原理。其具有基本不受实物粒子和外场的扰动，运动效应小和量子态相干时间长等内在特点，谱线宽度极窄，各种频移很小。其中一个主要的原因是通过在离子阱施加静电场、磁场或者射频场，将工作离子囚禁于超高真空的离子阱中心，使离子完全孤立，处于“完全静止状态”，不受到外界的干扰，因此可大大提高离子微波频标的性能指标。汞离子微波频标采用汞灯对离子进行泵浦，在微波作用下高能级的原子跃迁至低能级，通过荧光探测完成跃迁信号的获取。
3.由于汞离子微波频标采用汞灯泵浦，而汞灯的谱线与所需谱线重合度较低(重合度20％左右)，因此泵浦效率很低，并由于抽运所需谱线194.2nm为离子谱线，强度很低，因此需要较大激励功率(20瓦)才能满足抽运要求，但较大功率导致汞灯寿命大大变短。为了提高泵浦效率和汞灯寿命，需要发明修正汞灯频率的方法。
4.本发明提供一种修正汞灯频率的方法，通过碰撞频移的方法，控制碰撞气体进入汞灯的量，可将汞灯发出的194nm谱线的频率进行修正，提高其与囚禁汞离子的超精细能级跃迁频率的重合度，有效提高泵浦效率，可解决汞灯寿命受限的问题，大大提高汞离子微波钟的性能指标，满足北斗卫星导航等星载需求。


技术实现要素：

5.本说明书提供了一种修正汞灯频率的方法，用于解决现有泵浦效率低、汞灯寿命短的问题，该方法应用于194nm谱线汞灯的制作装置，该装置包括充制平台、架台、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、气瓶、针阀；该方法包括以下步骤：
6.步骤s100，选取汞灯的泡壳的圆柱形面、发光面的材料，并将所述圆柱形面与所述发光面的材料进行密封，密封后，将所述泡壳的尾部连接细管，得到制作好的泡壳，作为第一泡壳；
7.步骤s200，对所述第一泡壳进行浸泡、冲洗，得到第二泡壳；
8.步骤s300，将所述第二泡壳焊接到所述第三管道、装有汞同位素的小泡焊接到所述第四管道；将所述第二泡壳的气压制备至设定压强并对所述第二泡壳、所述第二管道、所述第三管道、所述第四管道在设定温度下烘烤设定时长，烘烤后，清除所述第二泡壳内壁依附物，得到第三泡壳；
9.步骤s400，停止气压制备，打开控制缓冲气体和碰撞气体的针阀，使所述碰撞气体充入所述第三泡壳并根据激发态的干扰电流和散射幅度计算理论频移，调整所述碰撞气体的输入量；当所述第三泡壳内的气压达到设定目标气压后，关闭所述针阀，停止所述碰撞气体充入，得到第四泡壳；
10.步骤s500，将所述第三管道、所述第四管道、所述第四泡壳、所述装有汞同位素的小泡从所述架台上焊下并进行加热，使所述装有汞同位素的小泡中的汞挥发；加热结束后，对所述第四汞灯发光泡壳进行降温，使汞聚集在所述第四泡壳上；将所述第四泡壳从所述第三管道焊下并进行密封处理，得到第五泡壳；
11.步骤s600，利用设定频率的振荡电路对所述第五泡壳进行激励，并测量离子抽运光的波长、实际的超精细频率和塞曼频率，计算实际频移；根据所述实际频移与所述理论频移之间的误差，对汞灯发出的谱线的频率进行修正，使所述第五泡壳与囚禁汞离子的跃迁频率一致，进而完成汞灯频率的修正。
12.在一些优选的实施方式中，所述圆柱形面的材料为玻璃材料，所述发光面材料为深紫外高透石英材料。
13.在一些优选的实施方式中，对所述第一泡壳进行浸泡、冲洗，其方法为：将所述第一泡壳将放入稀释后的氢氟酸溶液中浸泡设定时间后，依次使用蒸馏水稀释清洗、氨水中和冲洗、蒸馏水清洗、超声波清洗、蒸馏水清洗，直至所述第一泡壳在强光灯下洁净无水渍。
14.在一些优选的实施方式中，将所述第二泡壳的气压制备至设定压强，其方法为：将所述第二泡壳的气压制备至1e-7pa量级。
15.在一些优选的实施方式中，对所述第二泡壳、所述第二管道、所述第三管道、所述第四管道进行烘烤时，所述第二泡壳、所述第二管道、所述第三管道、所述第四管道的温度为400度，烘烤时间为三天。
16.在一些优选的实施方式中，清除所述第二泡壳内壁依附物，其方法为：将烘烤后的泡壳放入激励线圈内，通过激励源进行泡壳内壁依附物清除。
17.在一些优选的实施方式中，所述理论频移，其计算方法为：
18.所述激发态的干扰电流，其计算方法为：
[0019][0020]
其中，为约化普朗克常量，re(
·
)为复数的实部，f1(0)为γ＝1时的散射幅度，f2(0)为γ＝2时的散射幅度，im(
·
)为复数的虚部；
[0021]
所述散射幅度，其计算方法为：
[0022]fγ
(θ)＝∑(2l+1)[exp(2iδ
γl
)-1]p
l
[cos(θ)]/2ik
[0023]
其中，l为角量子数，δ
1l
为二能级γ＝1时的分波相移，δ
2l
为二能级γ＝2时的分波相移，γ为阻尼常数，p
l
为角动量；
[0024]
将所述散射幅度带入所述激发态的干扰电流中，得到所述激发态的干扰电流的优化公式：
[0025][0026]
其中，j
shift
为干扰电流的变化量、j
amp
为基态的干扰电流，φ为原子速度方向与电磁波方向的夹角，μ为约化质量，n为微扰气体密度，k为相对波矢，δf为理论频移；
[0027]
在一些优选的实施方式中，所述实际频移，其计算方法为：
[0028]
δf
′
＝f-f
0-7fz[0029]
其中，f为测量得到的超精细频率，fz为测量得到的塞曼频率，f0为标称频率，δf
′
为实际频移。
[0030]
本说明书的第二方面，提出了一种修正汞灯频率的系统，应用于194nm谱线汞灯的制作装置，该装置包括充制平台、架台、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、气瓶、针阀，该系统包括：泡壳制作模块、表面处理模块、真空制备模块、气体冲入模块、汞质收集模块、汞灯激励模块；
[0031]
所述泡壳制作模块，配置为选取汞灯的泡壳的圆柱形面、发光面的材料，并将所述圆柱形面与所述发光面的材料进行密封，密封后，将所述泡壳的尾部连接细管，得到制作好的泡壳，作为第一泡壳；
[0032]
所述表面处理模块，配置为对所述第一泡壳进行浸泡、冲洗，得到第二泡壳；
[0033]
所述真空制备模块，配置为将所述第二泡壳焊接到所述第三管道、装有汞同位素的小泡焊接到所述第四管道；将所述第二泡壳的气压制备至设定压强并对所述第二泡壳、所述第二管道、所述第三管道、所述第四管道在设定温度下烘烤设定时长，烘烤后，清除所述第二泡壳内壁依附物，得到第三泡壳；
[0034]
所述气体冲入模块，配置为停止气压制备，打开控制缓冲气体和碰撞气体的针阀，使所述碰撞气体充入所述第三泡壳并根据激发态的干扰电流和散射幅度计算理论频移，调整所述碰撞气体的输入量；当所述第三泡壳内的气压达到设定目标气压后，关闭所述针阀，停止所述碰撞气体充入，得到第四泡壳；
[0035]
所述汞质收集模块，配置为将所述第三管道、所述第四管道、所述第四泡壳、所述装有汞同位素的小泡从所述架台上焊下并进行加热，使所述装有汞同位素的小泡中的汞挥发；加热结束后，对所述第四汞灯发光泡壳进行降温，使汞聚集在所述第四泡壳上；将所述第四泡壳从所述第三管道焊下并进行密封处理，得到第五泡壳；
[0036]
所述汞灯激励模块，配置为利用设定频率的振荡电路对所述第五泡壳进行激励，并测量离子抽运光的波长、实际的超精细频率和塞曼频率，计算实际频移；根据所述实际频移与所述理论频移之间的误差，对汞灯发出的谱线的频率进行修正，使所述第五泡壳与囚禁汞离子的跃迁频率一致，进而完成汞灯频率的修正。
[0037]
本说明书的第三方面，提出了一种电子设备，至少一个处理器；以及与至少一个所
述处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令用于被所述处理器执行以实现上述的修正汞灯频率的方法。
[0038]
本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
[0039]
本发明可以提高泵浦效率和汞灯寿命。
[0040]
本发明通过碰撞频移的方法，控制碰撞气体进入汞灯的量，将汞灯发出的的194nm谱线的频率进行修正，提高其与囚禁汞离子的超精细能级跃迁频率的重合度，有效提高泵浦效率，可解决汞灯寿命受限的问题，大大提高汞离子微波钟的性能指标，满足北斗卫星导航等星载需求。
附图说明
[0041]
此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0042]
图1为本说明书一实施例提供的修正汞灯频率的方法的流程示意图；
[0043]
图2为本说明书一实施例提供的修正汞灯频率的系统的框架示意图；
[0044]
图3为本说明书一实施例提供的适于用来实现本技术实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。
具体实施方式
[0045]
为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0046]
以下结合附图，详细说明本技术各实施例提供的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0047]
本发明第一实施例的一种修正汞灯频率的方法，应用于194nm谱线汞灯的制作装置，该装置包括充制平台、架台、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、气瓶、针阀；如图1所示，该方法包括以下步骤；
[0048]
步骤s100，选取汞灯的泡壳的圆柱形面、发光面的材料，并将所述圆柱形面与所述发光面的材料进行密封，密封后，将所述泡壳的尾部连接细管，得到制作好的泡壳，作为第一泡壳；
[0049]
步骤s200，对所述第一泡壳进行浸泡、冲洗，得到第二泡壳；
[0050]
步骤s300，将所述第二泡壳焊接到所述第三管道、装有汞同位素的小泡焊接到所述第四管道；将所述第二泡壳的气压制备至设定压强并对所述第二泡壳、所述第二管道、所述第三管道、所述第四管道在设定温度下烘烤设定时长，烘烤后，清除所述第二泡壳内壁依附物，得到第三泡壳；
[0051]
步骤s400，停止气压制备，打开控制缓冲气体和碰撞气体的针阀，使所述碰撞气体充入所述第三泡壳并根据激发态的干扰电流和散射幅度计算理论频移，调整所述碰撞气体的输入量；当所述第三泡壳内的气压达到设定目标气压后，关闭所述针阀，停止所述碰撞气
体充入，得到第四泡壳；
[0052]
步骤s500，将所述第三管道、所述第四管道、所述第四泡壳、所述装有汞同位素的小泡从所述架台上焊下并进行加热，使所述装有汞同位素的小泡中的汞挥发；加热结束后，对所述第四汞灯发光泡壳进行降温，使汞聚集在所述第四泡壳上；将所述第四泡壳从所述第三管道焊下并进行密封处理，得到第五泡壳；
[0053]
步骤s600，利用设定频率的振荡电路对所述第五泡壳进行激励，并测量离子抽运光的波长、实际的超精细频率和塞曼频率，计算实际频移；根据所述实际频移与所述理论频移之间的误差，对汞灯发出的谱线的频率进行修正，使所述第五泡壳与囚禁汞离子的跃迁频率一致，进而完成汞灯频率的修正。
[0054]
为了更清晰地对本发明修正汞灯频率的方法进行说明，下面结合附图，对本发明系统一种实施例中各步骤进行展开详述。
[0055]
本发明一种修正汞灯频率的方法，应用于194nm谱线汞灯的制作装置(可参考文献：“王暖让，陈星，赵环，一种194.2nm谱线汞灯的制作装置和方法，2020-12-14，cn112768326a”)，通过碰撞频移的方法，控制碰撞气体进入汞灯的量，将汞灯发出的的194nm谱线的频率进行修正，提高其与囚禁汞离子的超精细能级跃迁频率的重合度，有效提高泵浦效率，可解决汞灯寿命受限的问题，大大提高汞离子微波钟的性能指标，满足北斗卫星导航等星载需求，其中，194nm谱线汞灯的制作装置中的充制平台，优选水平放置，其内部放置烘烤设备，其上安装有架台和第一管道、第二管道、第三管道、第四管道。本发明一种修正汞灯频率的方法，具体如下：
[0056]
步骤s100，选取汞灯的泡壳的圆柱形面、发光面的材料，并将所述圆柱形面与所述发光面的材料进行密封，密封后，将所述泡壳的尾部连接细管，得到制作好的泡壳，作为第一泡壳；
[0057]
在本实施例中，所述圆柱形面的材料为玻璃材料，所述发光面材料为深紫外高透石英材料(jgs1)，通过加热等粘接手段使石英与玻璃密封，泡壳尾部连接细管，制作完成后需要进行检漏，确保泡壳无漏。
[0058]
步骤s200，对所述第一泡壳进行浸泡、冲洗，得到第二泡壳；
[0059]
在本实施例中，将所述第一泡壳将放入稀释后的氢氟酸溶液(优选将10％的氢氟酸溶液进行稀释)中浸泡设定时间(优选设置为10分钟)后，依次使用蒸馏水进行稀释清洗(优选清洗30次)、氨水中和冲洗、蒸馏水清洗、超声波清洗(优选清洗半个小时)、蒸馏水清洗，直至所述第一泡壳在强光灯下洁净无水渍。
[0060]
步骤s300，将所述第二泡壳焊接到所述第三管道、装有汞同位素的小泡焊接到所述第四管道；将所述第二泡壳的气压制备至设定压强并对所述第二泡壳、所述第二管道、所述第三管道、所述第四管道在设定温度下烘烤设定时长，烘烤后，清除所述第二泡壳内壁依附物，得到第三泡壳；
[0061]
在本实施例中，将所述第二泡壳的气压制备至1e-7pa量级。对所述第二泡壳、所述第二管道、所述第三管道、所述第四管道进行烘烤时，所述第二泡壳、所述第二管道、所述第三管道、所述第四管道的温度为400度，烘烤时间为三天，减少泡壳内的残余气体。清除所述第二泡壳内壁依附物，其方法为：将烘烤后的发光泡壳放入射频激励模块的激励线圈内并进行位置调整，通过激励源进行泡壳内壁依附物清除。
[0062]
步骤s400，停止气压制备，打开控制缓冲气体和碰撞气体的针阀，使所述碰撞气体充入所述第三泡壳并根据激发态的干扰电流和散射幅度计算理论频移，调整所述碰撞气体的输入量；当所述第三泡壳内的气压达到设定目标气压后，关闭所述针阀，停止所述碰撞气体充入，得到第四泡壳；
[0063]
在本实施例中，原子与微扰气体(泡壳里的所有气体)碰撞时，散射出的波包含二能级的相干叠加，每个能级态的散射振幅与角度以及微扰气体相关。微扰气体的散射可以由偏角动量波的展开得到。所述激发态的干扰电流，其计算方法为：
[0064][0065]
其中，为约化普朗克常量，re(
·
)为复数的实部，f1(0)为γ＝1时的散射幅度，f2(0)为γ＝2时的散射幅度，im(
·
)为复数的虚部；
[0066]
所述散射幅度，其计算方法为：
[0067]fγ
(θ)＝∑(2l+1)[exp(2iδ
γl
)-1]p
l
[cos(θ)]/2ik
[0068]
其中，l为角量子数，δ
1l
为二能级γ＝1时的分波相移，δ
2l
为二能级γ＝2时的分波相移，γ为阻尼常数，p
l
为角动量；
[0069]
将所述散射幅度带入所述激发态的干扰电流中，得到所述激发态的干扰电流的优化公式：
[0070][0071]
其中，j
shift
为干扰电流的变化量、j
amp
为基态的干扰电流，φ为原子速度方向与电磁波方向的夹角，μ为约化质量，n为微扰气体密度，k为相对波矢，δf为理论频移；
[0072]
在本实施例中，实际测量中，通过对测量得到的超精细频率和塞曼频率取平均值，得到实际频移：
[0073]
δf
′
＝f-f
0-7fz[0074]
其中，f为测量得到的超精细频率，fz为测量得到的塞曼频率，f0为标称频率，δf
′
为实际频移。
[0075]
步骤s500，将所述第三管道、所述第四管道、所述第四泡壳、所述装有汞同位素的小泡从所述架台上焊下并进行加热，使所述装有汞同位素的小泡中的汞挥发；加热结束后，对所述第四汞灯发光泡壳进行降温，使汞聚集在所述第四泡壳上；将所述第四泡壳从所述第三管道焊下并进行密封处理，得到第五泡壳；
[0076]
在本实施例中，加热设备优选使用烤箱。
[0077]
步骤s600，利用设定频率的振荡电路对所述第五泡壳进行激励，并测量离子抽运光的波长、实际的超精细频率和塞曼频率，计算实际频移；根据所述实际频移与所述理论频
移之间的误差，对汞灯发出的谱线的频率进行修正，使所述第五泡壳与囚禁汞离子的跃迁频率一致，进而完成汞灯频率的修正。
[0078]
在本实施例中，优选利用200mhz振荡电路对所述第五泡壳进行激励，并优选通过波长测量系统进行194nm离子抽运光的测量评估，使所述第五泡壳与囚禁汞离子的跃迁频率一致，进而完成汞灯频率的修正；所述波长测量系统包括波长计和机械结构，用于测量离子抽运光的波长。
[0079]
本发明第二实施例的一种修正汞灯频率的系统，应用于194nm谱线汞灯的制作装置，该装置包括充制平台、架台、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、气瓶、针阀；如图2所示，该系统包括：泡壳制作模块100、表面处理模块200、真空制备模块300、气体冲入模块400、汞质收集模块500、汞灯激励模块600；
[0080]
所述泡壳制作模块100，配置为选取汞灯的泡壳的圆柱形面、发光面的材料，并将所述圆柱形面与所述发光面的材料进行密封，密封后，将所述泡壳的尾部连接细管，得到制作好的泡壳，作为第一泡壳；
[0081]
所述表面处理模块200，配置为对所述第一泡壳进行浸泡、冲洗，得到第二泡壳；
[0082]
所述真空制备模块300，配置为将所述第二泡壳焊接到所述第三管道、装有汞同位素的小泡焊接到所述第四管道；将所述第二泡壳的气压制备至设定压强并对所述第二泡壳、所述第二管道、所述第三管道、所述第四管道在设定温度下烘烤设定时长，烘烤后，清除所述第二泡壳内壁依附物，得到第三泡壳；
[0083]
所述气体冲入模块400，配置为停止气压制备，打开控制缓冲气体和碰撞气体的针阀，使所述碰撞气体充入所述第三泡壳并根据激发态的干扰电流和散射幅度计算理论频移，调整所述碰撞气体的输入量；当所述第三泡壳内的气压达到设定目标气压后，关闭所述针阀，停止所述碰撞气体充入，得到第四泡壳；
[0084]
所述汞质收集模块500，配置为将所述第三管道、所述第四管道、所述第四泡壳、所述装有汞同位素的小泡从所述架台上焊下并进行加热，使所述装有汞同位素的小泡中的汞挥发；加热结束后，对所述第四汞灯发光泡壳进行降温，使汞聚集在所述第四泡壳上；将所述第四泡壳从所述第三管道焊下并进行密封处理，得到第五泡壳；
[0085]
所述汞灯激励模块600，配置为利用设定频率的振荡电路对所述第五泡壳进行激励，并测量离子抽运光的波长、实际的超精细频率和塞曼频率，计算实际频移；根据所述实际频移与所述理论频移之间的误差，对汞灯发出的谱线的频率进行修正，使所述第五泡壳与囚禁汞离子的跃迁频率一致，进而完成汞灯频率的修正。
[0086]
需要说明的是，上述实施例提供的修正汞灯频率的系统，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。
[0087]
本发明第三实施例的一种电子设备，至少一个处理器；以及与至少一个所述处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令用于被所述处理器执行以实现上述的修正汞灯频率的方法。
[0088]
本发明第四实施例的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于被所述计算机执行以实现上述的修正汞灯频率的方法。
[0089]
所述技术领域的技术人员可以清楚的了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的电子设备、计算机可读存储介质的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实例中的对应过程，在此不再赘述。
[0090]
下面参考图3，其示出了适于用来实现本技术方法、系统、装置实施例的服务器的计算机系统的结构示意图。图3示出的服务器仅仅是一个示例，不应对本技术实施例的功能和使用范围带来任何限制。
[0091]
如图3所示，计算机系统包括中央处理单元(cpu，central processing unit)301，其可以根据存储在只读存储器(rom，read only memory)302中的程序或者从存储部分308加载到随机访问存储器(ram，random access memory)303中的程序而执行各种适当的动作和处理。在ram 303中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。cpu 301、rom 302以及ram 303通过总线304彼此相连。输入/输出(i/o，input/output)接口305也连接至总线304。
[0092]
以下部件连接至i/o接口305：包括键盘、鼠标等的输入部分306；包括诸如阴极射线管(crt，cathode ray tube)、液晶显示器(lcd，liquid crystal display)等以及扬声器等的输出部分307；包括硬盘等的存储部分308；以及包括诸如lan(局域网，local area network)卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分309。通信部分309经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器310也根据需要连接至i/o接口305。可拆卸介质311，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器310上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分308。
[0093]
特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分309从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质311被安装。在该计算机程序被中央处理单元(cpu)301执行时，执行本技术的方法中限定的上述功能。需要说明的是，本技术上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本技术中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本技术中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、rf等等，或者上
述的任意合适的组合。
[0094]
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本技术的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
[0095]
附图中的流程图和框图，图示了按照本技术各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0096]
术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。
[0097]
术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。
[0098]
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案。
[0099]
以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。

技术特征：
1.一种修正汞灯频率的方法，应用于194nm谱线汞灯的制作装置，该装置包括充制平台、架台、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、气瓶、针阀；其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤s100，选取汞灯的泡壳的圆柱形面、发光面的材料，并将所述圆柱形面与所述发光面的材料进行密封，密封后，将所述泡壳的尾部连接细管，得到制作好的泡壳，作为第一泡壳；步骤s200，对所述第一泡壳进行浸泡、冲洗，得到第二泡壳；步骤s300，将所述第二泡壳焊接到所述第三管道、装有汞同位素的小泡焊接到所述第四管道；将所述第二泡壳的气压制备至设定压强并对所述第二泡壳、所述第二管道、所述第三管道、所述第四管道在设定温度下烘烤设定时长，烘烤后，清除所述第二泡壳内壁依附物，得到第三泡壳；步骤s400，停止气压制备，打开控制缓冲气体和碰撞气体的针阀，使所述碰撞气体充入所述第三泡壳并根据激发态的干扰电流和散射幅度计算理论频移，调整所述碰撞气体的输入量；当所述第三泡壳内的气压达到设定目标气压后，关闭所述针阀，停止所述碰撞气体充入，得到第四泡壳；步骤s500，将所述第三管道、所述第四管道、所述第四泡壳、所述装有汞同位素的小泡从所述架台上焊下并进行加热，使所述装有汞同位素的小泡中的汞挥发；加热结束后，对所述第四汞灯发光泡壳进行降温，使汞聚集在所述第四泡壳上；将所述第四泡壳从所述第三管道焊下并进行密封处理，得到第五泡壳；步骤s600，利用设定频率的振荡电路对所述第五泡壳进行激励，并测量离子抽运光的波长、实际的超精细频率和塞曼频率，计算实际频移；根据所述实际频移与所述理论频移之间的误差，对汞灯发出的谱线的频率进行修正，使所述第五泡壳与囚禁汞离子的跃迁频率一致，进而完成汞灯频率的修正。2.根据权利要求1所述的一种修正汞灯频率的方法，其特征在于，所述圆柱形面的材料为玻璃材料，所述发光面材料为深紫外高透石英材料。3.根据权利要求1所述的一种修正汞灯频率的方法，其特征在于，对所述第一泡壳进行浸泡、冲洗，其方法为：将所述第一泡壳将放入稀释后的氢氟酸溶液中浸泡设定时间后，依次使用蒸馏水稀释清洗、氨水中和冲洗、蒸馏水清洗、超声波清洗、蒸馏水清洗，直至所述第一泡壳在强光灯下洁净无水渍。4.根据权利要求1所述的一种修正汞灯频率的方法，其特征在于，将所述第二泡壳的气压制备至设定压强，其方法为：将所述第二泡壳的气压制备至1e-7pa量级。5.根据权利要求1所述的一种修正汞灯频率的方法，其特征在于，对所述第二泡壳、所述第二管道、所述第三管道、所述第四管道进行烘烤时，所述第二泡壳、所述第二管道、所述第三管道、所述第四管道的温度为400度，烘烤时间为三天。6.根据权利要求1所述的一种修正汞灯频率的方法，其特征在于，清除所述第二泡壳内壁依附物，其方法为：将烘烤后的泡壳放入激励线圈内，通过激励源进行泡壳内壁依附物清除。7.根据权利要求1所述的一种修正汞灯频率的方法，其特征在于，所述理论频移，其计算方法为：
所述激发态的干扰电流，其计算方法为：其中，为约化普朗克常量，re(
·
)为复数的实部，f1(0)为γ＝1时的散射幅度，f2(0)为γ＝2时的散射幅度，im(
·
)为复数的虚部；所述散射幅度，其计算方法为：其中，l为角量子数，δ
1l
为二能级γ＝1时的分波相移，δ
2l
为二能级γ＝2时的分波相移，γ为阻尼常数，p
l
为角动量；将所述散射幅度带入所述激发态的干扰电流中，得到所述激发态的干扰电流的优化公式：δf＝-j
shift
sin(φ)其中，j
shift
为干扰电流的变化量、j
amp
为基态的干扰电流，φ为原子速度方向与电磁波方向的夹角，μ为约化质量，n为微扰气体密度，k为相对波矢，δf为理论频移。8.根据权利要求1所述的一种修正汞灯频率的方法，其特征在于，所述实际频移，其计算方法为：δf
′
＝f-f
0-7f
z
其中，f为测量得到的超精细频率，f
z
为测量得到的塞曼频率，f0为标称频率，δf
′
为实际频移。9.一种修正汞灯频率的系统，应用于194nm谱线汞灯的制作装置，该装置包括充制平台、架台、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、气瓶、针阀；其特征在于，该系统包括：泡壳制作模块、表面处理模块、真空制备模块、气体冲入模块、汞质收集模块、汞灯激励模块；所述泡壳制作模块，配置为选取汞灯的泡壳的圆柱形面、发光面的材料，并将所述圆柱形面与所述发光面的材料进行密封，密封后，将所述泡壳的尾部连接细管，得到制作好的泡壳，作为第一泡壳；所述表面处理模块，配置为对所述第一泡壳进行浸泡、冲洗，得到第二泡壳；所述真空制备模块，配置为将所述第二泡壳焊接到所述第三管道、装有汞同位素的小泡焊接到所述第四管道；将所述第二泡壳的气压制备至设定压强并对所述第二泡壳、所述第二管道、所述第三管道、所述第四管道在设定温度下烘烤设定时长，烘烤后，清除所述第二泡壳内壁依附物，得到第三泡壳；所述气体冲入模块，配置为停止气压制备，打开控制缓冲气体和碰撞气体的针阀，使所
述碰撞气体充入所述第三泡壳并根据激发态的干扰电流和散射幅度计算理论频移，调整所述碰撞气体的输入量；当所述第三泡壳内的气压达到设定目标气压后，关闭所述针阀，停止所述碰撞气体充入，得到第四泡壳；所述汞质收集模块，配置为将所述第三管道、所述第四管道、所述第四泡壳、所述装有汞同位素的小泡从所述架台上焊下并进行加热，使所述装有汞同位素的小泡中的汞挥发；加热结束后，对所述第四汞灯发光泡壳进行降温，使汞聚集在所述第四泡壳上；将所述第四泡壳从所述第三管道焊下并进行密封处理，得到第五泡壳；所述汞灯激励模块，配置为利用设定频率的振荡电路对所述第五泡壳进行激励，并测量离子抽运光的波长、实际的超精细频率和塞曼频率，计算实际频移；根据所述实际频移与所述理论频移之间的误差，对汞灯发出的谱线的频率进行修正，使所述第五泡壳与囚禁汞离子的跃迁频率一致，进而完成汞灯频率的修正。10.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器；以及与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令用于被所述处理器执行以实现权利要求1-8任一项所述的修正汞灯频率的方法。

技术总结
本说明书公开了一种修正汞灯频率的方法、系统、电子设备，涉及汞灯领域，旨在解决现有泵浦效率低、汞灯寿命短的问题。本发明方法包括：制作泡壳；对泡壳进行清洗；真空制备并进行烘烤；根据激发态的干扰电流和散射幅度得到理论频移，将碰撞气体冲入泡壳内；通过加热小泡使汞挥发，对泡壳制冷来收集汞；使用振荡电路激励泡壳，并测量离子抽运光的波长、实际的超精细频率和塞曼频率，计算实际频移，使泡壳与囚禁汞离子的跃迁频率一致，进而完成汞灯频率的修正。本发明可以有效提高泵浦效率和汞灯寿命。命。命。


技术研发人员：王暖让 易航 薛潇博 张升康
受保护的技术使用者：北京无线电计量测试研究所
技术研发日：2023.04.12
技术公布日：2023/7/20