氣室的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在內(nèi)壁具有涂層的氣室。
【背景技術(shù)】
[0002]公知有磁力計(jì)、原子振蕩器等利用了封入在氣室內(nèi)部的氣體原子的自旋極化(只匕°>偏極)的裝置。在上述裝置中，存在若氣室內(nèi)的原子與室的內(nèi)壁發(fā)生碰撞則自旋極化衰減這一問(wèn)題。為了應(yīng)對(duì)該問(wèn)題，公知有用石蠟涂敷氣室的內(nèi)壁的技術(shù)(專利文獻(xiàn)I和非專利文獻(xiàn)I以及2)。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2013-7720號(hào)公報(bào)
[0004]非專利文獻(xiàn)1:Ε.B.Alexandrov and Μ.V.Balabas, ^Light-1nduced desorpt1nof alkal1-metal atoms from paraffin coating", Physical Review A 66, 042903 (2002)
[0005]非專利文獻(xiàn)2:Ν.Castagna, G.Bison, G.Di Domenico, A.Hofer, P.Knowles, C.Macch1ne, H.Saudan and A.Weis, 〃A large sample study of spin relaxat1n andmagnetometric sensitivity of paraffin-coated Cs vapor cel1^, Applied PhysicsB96 (4), pp.763-772(2009)
[0006]在專利文獻(xiàn)I和非專利文獻(xiàn)I以及2中，沒(méi)有提到用于防止自旋極化衰減的涂層的優(yōu)選構(gòu)造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]與此相對(duì)，本發(fā)明提供用于防止自旋極化衰減的涂層的優(yōu)選構(gòu)造。
[0008]本發(fā)明的氣室的特征在于，具有:室主體，其具有由內(nèi)壁規(guī)定的內(nèi)部空間；被封入在上述內(nèi)部空間的堿金屬氣體或者氫氣；以及涂層，其由具有長(zhǎng)鏈狀的分子構(gòu)造的材料在上述內(nèi)壁的至少一部分形成，超過(guò)形成上述涂層的分子的半數(shù)的分子相對(duì)于上述內(nèi)壁垂直定向。
[0009]根據(jù)該構(gòu)造，能夠提高防止自旋極化衰減的效果。
[0010]在上述本發(fā)明的氣室中，優(yōu)選上述涂層包括通過(guò)上述垂直定向的分子周期性地二維配置而形成的二維晶膜。
[0011]在上述本發(fā)明的氣室中，優(yōu)選上述二維晶膜在垂直于上述內(nèi)壁的方向?qū)盈B有多層。
[0012]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠提高涂層的可靠性。
[0013]在上述本發(fā)明的氣室中，優(yōu)選在上述二維晶膜中，一個(gè)分子與其他分子進(jìn)行除范德瓦爾斯結(jié)合以外的化學(xué)結(jié)合。
[0014]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠提高涂層的可靠性。
[0015]優(yōu)選上述涂層由具有不飽和結(jié)合的烴形成。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是表示一個(gè)實(shí)施方式的磁測(cè)定裝置I的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0017]圖2是氣室陣列10的外觀圖。
[0018]圖3是氣室11的II1-1II剖視圖。
[0019]圖4是表示涂層114的構(gòu)造的示意圖。
[0020]圖5是表示氣室11的制造方法的流程圖。
[0021]圖6A是表示步驟SI開(kāi)始前的狀態(tài)的圖。
[0022]圖6B是表示步驟S2的狀態(tài)的圖。
[0023]圖6C是表示步驟S3的狀態(tài)的圖。
[0024]圖6D是表示步驟S4的狀態(tài)的圖。
[0025]圖6E是表示步驟S5的狀態(tài)的圖。
[0026]圖6F是表示步驟S6的狀態(tài)的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]1.構(gòu)造
[0028]圖1是表示一個(gè)實(shí)施方式的磁測(cè)定裝置I的結(jié)構(gòu)的框圖。磁測(cè)定裝置I是將從心臟產(chǎn)生的磁場(chǎng)(心磁)或者從腦產(chǎn)生的磁場(chǎng)(腦磁)等從生物體產(chǎn)生的磁場(chǎng)作為生物體狀態(tài)的指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定的生物體狀態(tài)測(cè)定裝置。磁測(cè)定裝置I具有氣室陣列10、栗浦光照射單元20、探測(cè)光照射單元30與檢測(cè)單元40。氣室陣列10具有多個(gè)氣室。在上述多個(gè)氣室內(nèi)封入有堿金屬氣體(例如銫(Cs))。栗浦光照射單元20輸出與堿金屬原子相互作用的栗浦光(例如與銫的Dl線相當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)894nm的光)。栗浦光具有圓偏振光成分。若照射栗浦光，則堿金屬原子的最外殼電子被激發(fā)，產(chǎn)生自旋極化。自旋極化的堿金屬原子通過(guò)被測(cè)定物產(chǎn)生的磁場(chǎng)B進(jìn)行歲差運(yùn)動(dòng)。雖然一個(gè)堿金屬原子的自旋極化隨時(shí)間流逝衰減，但由于栗浦光是CW(Continuous Wave:連續(xù)波)光，所以同時(shí)平行并且連續(xù)地反復(fù)進(jìn)行自旋極化的形成與衰減。其結(jié)果是，若作為原子群整體來(lái)看，則形成穩(wěn)定的自旋極化。
[0029]探測(cè)光照射單元30輸出具有直線偏振光成分的探測(cè)光。在透過(guò)氣室前后，探測(cè)光的偏振光面因法拉第效應(yīng)旋轉(zhuǎn)。偏振光面的旋轉(zhuǎn)角為磁場(chǎng)B的函數(shù)。檢測(cè)單元40檢測(cè)探測(cè)光的旋轉(zhuǎn)角。檢測(cè)單元40具有:光檢測(cè)器，其輸出與入射的光的光量對(duì)應(yīng)的信號(hào)；處理器，其處理信號(hào)；以及存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。處理器使用從光檢測(cè)器輸出的信號(hào)計(jì)算出磁場(chǎng)B的大小。處理器將表示計(jì)算出的結(jié)果的數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器。這樣，用戶能夠得到被測(cè)定物產(chǎn)生的磁場(chǎng)B的信息。
[0030]圖2是氣室陣列10的外觀圖。在該例中，氣室陣列10具有沿著第一方向以及第二方向以矩陣狀配置為二維的多個(gè)(2X2個(gè))氣室11。為了說(shuō)明將第一方向作為X軸正向，將第二方向作為I軸正向定義xyz正交坐標(biāo)系。
[0031]圖3是氣室11的II1-1II剖視圖。該剖面平行于yz平面。氣室11的主體具有透光性，不與被封入的堿金屬反應(yīng)，并且使用不透過(guò)堿金屬原子的材料例如石英玻璃或者硼硅玻璃等形成。氣室11具有作為由主體的內(nèi)壁規(guī)定的內(nèi)部空間的主室111以及副室112。主室111是氣室11用于發(fā)揮作為傳感元件的功能的空間，即封入有堿金屬氣體的空間。副室112是作為堿金屬積存處發(fā)揮功能的空間。封入主室111的堿金屬氣體若為低溫則凝固。此時(shí)，若凝固的堿金屬附著于主室111的壁面，則成為栗浦光或者探測(cè)光的妨礙，對(duì)測(cè)定造成妨礙。堿金屬積存處是以不會(huì)妨礙測(cè)定的方式積存堿金屬的空間。例如通過(guò)使主室111與副室112具有溫度差，控制為堿金屬積存于副室112。
[0032]主室111與副室112通過(guò)通氣孔113連結(jié)。為了使主室111內(nèi)的壓力分布接近恒定，通氣孔113的直徑優(yōu)選為較細(xì)。除去與通氣孔113連結(jié)的部分，主室111具有立方體的形狀(除去通氣孔113以及副室112，氣室11具有立方體的形狀)。
[0033]氣室11在主室111的壁面的至少一部分具有涂層114。設(shè)置涂層114的目的是防止自旋極化衰減。涂層114由具有直鏈狀的分子構(gòu)造的烴例如石蠟形成。所謂石蠟是指碳原子數(shù)為20以上的烷烴(通式為CnH2n+2的鏈?zhǔn)斤柡蜔N)。石蠟的分子構(gòu)造優(yōu)選為沒(méi)有分支的直鏈狀。另外，碳原子數(shù)優(yōu)選為40?60，更加優(yōu)選為50左右。
[0034]圖4是表示涂層114的構(gòu)造的示意圖。在該例中，作為涂層114的材料，使用具有直鏈狀的分子構(gòu)造的石蠟。作為石蠟分子能夠取得的狀態(tài)，存在有垂直定向與平行定向。所謂垂直定向是指石蠟分子相對(duì)于表面(主室111的內(nèi)壁面)垂直定向，所謂平行定向是指石蠟分子相對(duì)于表面平行定向。此外，這里“垂直”以及“平行”這一用語(yǔ)并不僅僅是指數(shù)學(xué)上嚴(yán)格地垂直以及平行，也包括從嚴(yán)格的垂直以及平行偏移規(guī)定量以下的狀態(tài)。
[0035]對(duì)自旋極化的衰減效果與石蠟分子的狀態(tài)的關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明。在理想的結(jié)晶中，石蠟分子的極化最小，表面自由能量也最小。此時(shí)，碰撞的原子的吸附時(shí)間(在結(jié)晶表面的停留時(shí)間)也最