[發明專利]一種原子氣體腔室以及制備方法

有效

• 申請號: 201711174164.6
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN108107707B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 陳星;楊仁福;張振偉;薛瀟博;張旭
• 申請（專利權）人: 北京無線電計量測試研究所
• 主分類號: G04F5/14
• 分類號: G04F5/14
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 許志勇

本申請公開了一種原子氣體腔室以及制備方法，包括：第一玻璃板、中間硅片層和第二玻璃板，且所述第一玻璃板、所述中間硅片層和所述第二玻璃板通過一次鍵合得到所述原子氣體腔，所述中間硅片層中包含通孔，所述第二玻璃板上包含凹槽；所述通孔的位置與所述凹槽的位置相對。通過一次性鍵合的方式完成原子氣體腔室的密封，有效提升了原子氣體腔室的密封性；同時，通過在第二玻璃板上刻蝕凹槽，實現反應化合物和反應生成物存在凹槽內，與第二玻璃板的透光部分區分開，保證了原子氣體腔室的透光性，同時保證了CPT原子鐘的頻率的穩定性。

技術領域

本申請涉及原子光學、原子鐘技術領域，尤其涉及一種微型CPT(CoherentPopulation Trapping，相干布居)原子鐘的原子氣體腔室以及制備方法。

背景技術

微型CPT原子鐘是利用雙色相干光與原子作用將原子制備成相干態，利用CPT信號作為微波鑒頻信號而實現的原子鐘頻率源。微型CPT原子鐘的微型原子氣體腔室通常采用MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微電機系統)技術制造。

微型原子氣體腔室的制備方法通常是：首先，在單晶硅片上制作通孔；然后，與Pyrex玻璃片鍵合形成半腔結構；再次，將堿金屬與緩沖氣體沖入該半腔結構；最后，與另一片Pyrex玻璃片鍵合形成密封結構，即為原子氣體腔室。

由此可見，由于微型原子氣體腔室采用多次鍵合，第一次的鍵合操作對第二次鍵合操作產生影響，導致微型原子氣體腔室的氣密性較差，影響原子氣體腔室的壽命。

發明內容

有鑒于此，本申請實施例提供了一種CPT原子鐘的原子氣體腔室以及制備方法，用于解決微型原子氣體腔室的氣密性差的問題。

本申請實施例提供了一種原子氣體腔室，包括：第一玻璃板、中間硅片層和第二玻璃板，且所述第一玻璃板、所述中間硅片層和所述第二玻璃板通過一次鍵合得到所述原子氣體腔室，其中：

所述中間硅片層中包含通孔，所述第二玻璃板上包含凹槽；

所述通孔的位置與所述凹槽的位置相對。

本申請實施例還提供了一種原子氣體腔的制備方法，包括：

根據確定的原子氣體腔室的直徑，通過蝕刻或者激光打孔的方式，在中間硅片層上刻蝕出設定數量的通孔；

根據在所述中間硅片層上刻蝕的所述通孔的位置，采用刻蝕的方式，在第二玻璃板上刻蝕設定數量的凹槽，所述凹槽的深度小于所述第二玻璃板的厚度；

通過鍵合機的夾具將第一玻璃板、所述中間硅片層和所述第二玻璃板夾好，并置于所述鍵合機的腔體內部，以鍵合得到原子氣體腔室。

本申請提供的上述至少一個實施例所帶來的有益效果如下：

本申請實施例提供的原子氣體腔室包含第一玻璃板、中間硅片層和第二玻璃板，且所述第一玻璃板、所述中間硅片層和所述第二玻璃板通過一次鍵合得到所述原子氣體腔，所述中間硅片層中包含通孔，所述第二玻璃板上包含凹槽；所述通孔的位置與所述凹槽的位置相對。通過一次性鍵合的方式完成原子氣體腔室的密封，有效提升了原子氣體腔室的密封性，提高了原子氣體腔室的壽命；同時，通過在第二玻璃板上刻蝕凹槽，實現反應化合物和反應生成物存在凹槽內，與第二玻璃板的透光部分區分開，保證了原子氣體腔室的透光性，同時保證了CPT原子鐘的頻率的穩定性。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請實施例提供的一種原子氣體腔室的結構示意圖；