增材制造的低于 $10^{-10}$ mbar 的超高真空腔体
量子物理
2024-05-17 v3 应用物理
摘要
基于金属的增材制造(AM)代表了多个行业和领域工程与生产方法的范式转变。AM 方法实现了远超常规制造所能达到的减重与性能优化,从而对航空航天与空间技术产生重大影响。依赖高真空与超高真空(UHV)的技术,如 X 射线光电子能谱、光传感器、相机与低温恒温器,同样可极大受益于 AM。尽管金属 AM 加工近期取得进展,迄今尚未实现增材制造的 UHV 腔体。减轻 UHV 设备质量对便携式冷原子系统的开发尤为关键,此类系统有望支撑下一代传感与计时技术,并赋能用于基础研究的新型天基传感器。我们在此展示一个增材制造的 UHV 腔体,其压力低于 mbar,能够囚禁一团冷 Rb 原子——众多精密计时与传感设备的起点。该腔体由铝合金 AlSi10Mg 经激光粉末床熔融制造,质量不到市售等效产品的三分之一。基于质谱进行了放气分析,结果表明即使无主动抽气,系统在 mbar 区间仍可维持长达 48 小时。
引用
@article{arxiv.1903.07708,
title = {Additively manufactured ultra-high vacuum chamber below $10^{-10}$ mbar},
author = {N. Cooper and L. A. Coles and S. Everton and R. P. Campion and S. Madkhaly and C. Morley and W. Evans and R. Saint and P. Krüger and F. Oručević and C. Tuck and R. D. Wildman and T. M. Fromhold and L. Hackermueller},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.07708},
year = {2024}
}