利用电子回旋共振放电提高氢原子制备效率方法研究

作者：武晓光; 刘善敏; 颜泽林; 陈友峰; 汪炜

来源：测试技术学报, 2021, 35(04): 358-363.

• 电离泡
• 氢原子
• ECR放电
• COMSOL仿真
• 光谱测试

基态氢原子的制备是氢原子钟工作的基础,提高氢原子的生成率极为重要.针对电离泡内氢等离子体中的原子成分不易直接被探测的情况,本文将软件仿真模拟与实验光谱诊断相结合,研究泡内原子成分.采用COMSOL软件建立射频感应耦合等离子体(ICP)和微波电子回旋共振(ECR)两种放电模型,模拟了一定输入功率、不同气压下氢等离子体中原子密度的分布规律.根据仿真模型,使用ICP和ECR两种电离源在通氢的石英制电离泡内形成等离子体,测量了一定输入功率、不同气压下的辐射光谱强度.结果表明,15 W输入功率、 8 Pa～14 Pa气压时,微波ECR放电产生的原子密度明显高于射频ICP放电,可知此时微波ECR放电能更高效地产生氢原子.该研究显示出微波ECR放电在氢原子钟上的应用前景.

• 单位
  上海微小卫星工程中心; 南京航空航天大学