Pour améliorer le vide ainsi obtenu il faut avoir recours à un autre principe. La pompe à diffusion d'huile est très employée comme pompe secondaire. Ainsi que nous pouvons l'examiner sur la figure 3, cette pompe est intercalée entre l'enceinte à vider et la pompe primaire. Cette dernière est indispensable, car la pompe à diffusion d'huile ne peut pas fonctionner à une pression supérieure à quelques Torrs.
L'huile est portée à ébullition par le système de chauffage. Les vapeurs émises sont canalisées vers l'éjecteur supérieur. Celui-ci réexpédie le jet vers le bas à grande vitesse en formant une nappe conique qui entraîne les molécules rencontrées sur son passage. Elle atteint ensuite la paroi refroidie par une canalisation d'eau où elle se condense pour retourner vers le chauffage. Les gaz emportés par ce phénomène sont récupérés par la pompe primaire de même que les vapeurs les plus volatiles de l'huile qui est envoyée par l'éjecteur inférieur.
Entre la pompe et l'enceinte à vider est disposé un piège à azote liquide. Il s'agit d'une chicane dans laquelle on verse de l'azote liquide dont la température d'ébullition est égale à -196°C. Les vapeurs d'huile viennent se condenser sur les parois refroidies. Ainsi elles ne vont pas polluer l'enceinte à vider. A l'autre extrémité de cette pompe secondaire se trouve une chicane qui est refroidie par le circuit d'eau et qui récupère par condensation les vapeurs d'huile pour éviter qu'elles ne soient évacuées par la pompe primaire.
L'huile utilisée circule donc en circuit fermé. Il faut faire en sorte qu'elle ne soit pas en contact avec la pression atmosphérique lorsqu'elle est chaude. Ceci la détériorerait.