《表1 氦灯性能比较：氦光泵磁力仪探头设计和环路数字化研究》

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《氦光泵磁力仪探头设计和环路数字化研究》

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理想气体状态方程PV=nRT，V为氦灯的充气体积，n表示气体原子的粒子数，而T表示理想气体的热力学温度，R为理想气体常数.从式中可知，当温度T、气压P一定时，氦灯尺寸V减小，将会导致氦灯内部原子数量减小.从而氦灯内气体原子碰撞次数下降，增加气体原子的自由行程.氦灯的发光强度变弱，使原子泵浦效率下降，磁力仪的灵敏度降低.因此采用高气压P氦灯缩短气体原子自由行程，在具有合理的气体原子数条件下，增加了碰撞次数，保证氦灯发光强度.但是气压过高导致碰撞增加，将致使氦灯散射加大、使氦灯发光中的谱线复杂.如下图3所示，气压过高也带来了光噪声及光频移的增加.经优化和测试，如表1所示，尺寸为小型氦灯性能与原大型氦灯性能接近.