用于制备离子阱针形电极的装置的制作方法

本技术涉及量子计算领域，特别地涉及用于针对离子阱量子计算机制备离子阱针形电极的装置。

背景技术：

1、离子阱是一种利用电场或磁场将离子(即带电原子或分子)俘获和囚禁在一定范围内的装置，可用于实现量子计算机。离子阱的种类繁多，其中，在针极离子阱或四级杆离子阱中的电场可以通过针形电极被施加到离子上。作为离子阱中直接作用于离子的器件，离子阱量子计算机对针形电极(简称针极)的长度和针尖结构的制备精度有着相当高的要求，因为只有制备精度高的针形电极才能更好地满足离子阱量子计算机的工作要求。

2、但是，已有的利用电化学腐蚀法制备针形电极的装置的结构较为简陋，制备出的针形电极的针尖的精度较低，且针形电极的制备效率较低。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型提出了用于制备离子阱针形电极的装置。

2、本实用新型实施例提出一种用于制备离子阱针形电极的装置，包括：底座、反应桶、屏蔽桶、屏蔽桶支架、阴极组件和阴极安装柱；其中，所述反应桶设置在所述底座的中央区域并且所述反应桶内盛放有用于腐蚀金属棒材的溶液，所述屏蔽桶支架和所述阴极安装柱分别位于所述反应桶外部的两侧，其中，所述屏蔽桶支架包括竖直设置在底座上的滑轨及滑块，所述屏蔽桶固定连接在所述滑块上；所述屏蔽桶的开口向下以朝向所述反应桶，所述屏蔽桶的顶部端面的中央区域具有供金属棒材穿过的第一通孔；所述阴极安装柱上具有朝所述反应桶横向伸出的阴极安装件；所述阴极组件包括相互连接的阴极接线柱和阴极环，所述阴极环通过所述阴极接线柱安装在所述阴极安装件上且浸入反应桶内盛放的所述溶液中，其中，金属棒材与电源正极导通，所述溶液经由所述阴极接线柱与电源负极导通。

3、可选地，还包括：定位杆组件，所述定位杆组件包括定位杆以及垂直固定在所述定位杆的下端部的针极托板，所述屏蔽桶的顶部端面上还具有第二通孔，所述定位杆穿过所述第二通孔以使所述定位杆可移动地安装在所述屏蔽桶中，所述定位杆通过带动所述针极托板在轴向上移动以调节所述金属棒材浸入所述溶液中的深度。

4、可选地，所述针极托板上设置有向上突起的环形凸柱，所述环形凸柱位于所述屏蔽桶的顶部端面上的第一通孔的正下方，所述环形凸柱的内径由上到下递减。

5、可选地，所述针极托板上设置有盲孔，所述盲孔的位置与所述屏蔽桶的顶部端面上的第一通孔的位置相对应。

6、可选地，所述针极托板上设置有针极收集桶，所述针极收集桶位于所述屏蔽桶的顶部端面上的第一通孔的正下方且向上开口。

7、可选地，所述针极收集桶的侧面具有开口，所述针极收集桶中的所述溶液通过所述开口排出。

8、可选地，所述定位杆上套装有定位螺母，沿着所述屏蔽桶的顶部端面上的第二通孔的孔沿向上形成中空的环形外螺纹柱，所述环形外螺纹柱上形成有纵向的开口，当所述定位螺母拧紧所述环形外螺纹柱时，所述开口使得所述环形外螺纹柱的内径收缩以抱紧所述定位杆，从而将所述定位杆固定在所述第二通孔中。

9、可选地，所述定位杆上套装有弹簧，所述弹簧的一端与所述定位杆的上端部连接，所述弹簧的另一端与所述定位螺母连接，当所述定位螺母未拧紧所述环形外螺纹柱时，所述弹簧经由所述定位螺母在所述屏蔽桶的顶部端面上对所述定位杆形成支撑以使得所述针极托板与所述屏蔽桶的下边沿之间保持预定距离。

10、可选地，所述屏蔽桶支架的滑轨竖直设置在所述底座上，所述屏蔽桶支架的滑块为电动滑块或者气动滑块，通过控制所述滑块在所述滑轨上的高度和/或升降速度调节所述屏蔽桶的高度和/或升降速度。

11、可选地，所述阴极组件还包括套接在所述阴极接线柱上的阴极接线螺母，所述阴极接线柱经由所述阴极接线螺母与电源负极导通。

12、可选地，所述阴极安装柱的上端设有朝所述反应桶横向伸出的限位板，所述限位板用于限制所述定位杆的上升。

13、本实用新型能够提升离子阱针形电极的制备精度以满足离子阱量子计算机的工作要求。

技术特征：

1.一种用于制备离子阱针形电极的装置，其特征在于，包括：底座、反应桶、屏蔽桶、屏蔽桶支架、阴极组件和阴极安装柱；其中，所述反应桶设置在所述底座的中央区域并且所述反应桶内盛放有用于腐蚀金属棒材的溶液，所述屏蔽桶支架和所述阴极安装柱分别位于所述反应桶外部的两侧，其中，

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：定位杆组件，所述定位杆组件包括定位杆以及垂直固定在所述定位杆的下端部的针极托板，所述屏蔽桶的顶部端面上还具有第二通孔，所述定位杆穿过所述第二通孔以使所述定位杆可移动地安装在所述屏蔽桶中，所述定位杆通过带动所述针极托板在轴向上移动以调节所述金属棒材浸入所述溶液中的深度。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述针极托板上设置有向上突起的环形凸柱，所述环形凸柱位于所述屏蔽桶的顶部端面上的第一通孔的正下方，所述环形凸柱的内径由上到下递减。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述针极托板上设置有盲孔，所述盲孔的位置与所述屏蔽桶的顶部端面上的第一通孔的位置相对应。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述针极托板上设置有针极收集桶，所述针极收集桶位于所述屏蔽桶的顶部端面上的第一通孔的正下方且向上开口。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述针极收集桶的侧面具有开口，所述针极收集桶中的所述溶液通过所述开口排出。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述定位杆上套装有定位螺母，沿着所述屏蔽桶的顶部端面上的第二通孔的孔沿向上形成中空的环形外螺纹柱，所述环形外螺纹柱上形成有纵向的开口，当所述定位螺母拧紧所述环形外螺纹柱时，所述开口使得所述环形外螺纹柱的内径收缩以抱紧所述定位杆，从而将所述定位杆固定在所述第二通孔中。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述定位杆上套装有弹簧，所述弹簧的一端与所述定位杆的上端部连接，所述弹簧的另一端与所述定位螺母连接，当所述定位螺母未拧紧所述环形外螺纹柱时，所述弹簧经由所述定位螺母在所述屏蔽桶的顶部端面上对所述定位杆形成支撑以使得所述针极托板与所述屏蔽桶的下边沿之间保持预定距离。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述屏蔽桶支架的滑轨竖直设置在所述底座上，所述屏蔽桶支架的滑块为电动滑块或者气动滑块，通过控制所述滑块在所述滑轨上的高度和/或升降速度调节所述屏蔽桶的高度和/或升降速度。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述阴极组件还包括套设在所述阴极接线柱上的阴极接线螺母，所述阴极接线柱经由所述阴极接线螺母与电源负极导通。

11.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述阴极安装柱的上端设有朝所述反应桶横向伸出的限位板，所述限位板用于限制所述定位杆的上升。

技术总结
本技术公开了用于制备离子阱针形电极的装置，包括：底座、反应桶、屏蔽桶、屏蔽桶支架、阴极组件和阴极安装柱；其中，反应桶设置在底座的中央区域并且其内盛放有用于腐蚀金属棒材的溶液，屏蔽桶支架和阴极安装柱分别位于反应桶外部的两侧，其中，屏蔽桶支架包括竖直设置在底座上的滑轨及滑块，屏蔽桶安装在滑块上且屏蔽桶位于反应桶的上方，屏蔽桶的外径小于反应桶的内径；屏蔽桶的开口向下以朝向反应桶，屏蔽桶的顶部端面的中央区域具有供金属棒材穿过的第一通孔；阴极安装柱上具有朝所述反应桶横向伸出的阴极安装件；阴极组件包括相互连接的阴极接线柱和阴极环。本技术能够提升离子阱针形电极的制备精度以满足离子阱量子计算机的工作要求。

技术研发人员：苏东波,周卓俊,韩琢,罗乐
受保护的技术使用者：国开启科量子技术（北京）有限公司
技术研发日：20230216
技术公布日：2024/1/14