氧化铝保护涂层在铷光谱灯中的应用

铷光谱灯(铷灯)是光抽运铷原子钟的关键部件。在长期工作过程中,铷灯内的铷原子通过化学反应和物理扩散与玻璃泡内壁发生相互作用,引起铷量的快速消耗和光谱性能退化,影响铷原子钟的可靠性。以硝酸铝为前驱物,氨水为沉淀剂,硝酸为胶溶剂,用溶胶凝胶法制备了平均粒径约35 nm的勃姆石(γ-AlOOH)溶胶。采用浸涂法在铷灯泡内表面制备了厚度约3μm的透明氧化铝涂层,在可见和近红外范围的平均透过率大于90%。表面形貌观察显示:涂层均匀致密、表面的平整度和连续性较好,且向玻璃基体发生了明显的渗透现象。6个月铷消耗量跟踪测试表明:透明氧化铝涂层对铷和玻璃表面的反应及扩散的阻滞能力较普通特硬玻璃有明显提高,有涂层铷灯的铷量消耗较无涂层铷灯的铷量消耗减少了50%以上。