[實(shí)用新型]基于鍵合多反射腔的原子氣室標(biāo)準(zhǔn)制作裝置和原子磁力儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920996904.2
• 申請(qǐng)日: 2019-06-28
• 公開（公告）號(hào): CN210465663U
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡波;盛東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R33/032
• 分類號(hào): G01R33/032;G01R33/00;B81C3/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張博

本實(shí)用新型公開一種基于鍵合多反射腔的原子氣室標(biāo)準(zhǔn)制作裝置，采用機(jī)械切割鍵合平臺(tái)和加工鍵合模具相結(jié)合，精確確定構(gòu)成Herriott腔的兩柱面鏡間距離以及兩主軸間相對(duì)轉(zhuǎn)角。通過機(jī)械加工出陶瓷模具，保證兩柱面鏡之間的相對(duì)位置以及在硅片上的絕對(duì)位置。誤差完全由機(jī)械加工控制，避免人工膠粘或者人工調(diào)節(jié)等因素造成的不確定性帶來的影響。并將陽極鍵合的方法應(yīng)用于腔鏡與硅片的固定以及玻璃氣室與硅片的密封。避免因人工膠粘引起的不穩(wěn)定以及誤差的不可控性以及膠水與后續(xù)充入的原子可能進(jìn)行的反應(yīng)。實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化批量化制備且提高穩(wěn)定性。本實(shí)用新型還提供一種采用上述基于鍵合多反射腔的原子氣室標(biāo)準(zhǔn)制作裝置制成的原子氣室的原子磁力儀。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及原子器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于鍵合多反射腔的原子氣室標(biāo)準(zhǔn)制作裝置和原子磁力儀。

背景技術(shù)

最早的Herriott腔在上世紀(jì)60年代提出，目前已演化出多種版本。它由兩片有曲率的鏡子組成，光從一片鏡子的開孔入射，經(jīng)過若干次反射后從入射孔或者另一個(gè)開孔出射。按使用腔鏡不同，可分為球面反射鏡腔和柱面反射鏡腔。球面反射鏡的調(diào)節(jié)比較直接，形成閉合的光路條件是由腔鏡間距離與曲率的關(guān)系決定。基于柱面鏡的Herriott腔多了柱面鏡主軸之間夾角這個(gè)參數(shù)，但同時(shí)也使光斑分布變得更加密集。

2011年，普林斯頓大學(xué)的Romalis教授課題組將柱面鏡Herriott腔應(yīng)用到原子磁力儀中，取得了超過一個(gè)量級(jí)的信噪比的提升。在最初的設(shè)計(jì)中，他們利用膠水粘合實(shí)現(xiàn)腔的固定。利用腔長(zhǎng)為3cm和42次反射的Herriott腔，他們于2013年在標(biāo)量磁力儀中展示了亞飛特斯拉量級(jí)的磁場(chǎng)靈敏度，并已在美國(guó)申請(qǐng)了專利。之后，Romalis教授與Geroge Mason大學(xué)合作，將多反射腔應(yīng)用到射頻信號(hào)探測(cè)中。目前，利用這個(gè)腔進(jìn)行靈敏度超越量子極限的實(shí)驗(yàn)正在進(jìn)行。但是在使用手工膠粘的方法實(shí)現(xiàn)腔的固定時(shí)，穩(wěn)定性不夠，膠水可能與氣室中原子反應(yīng)，且無法實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化批量化制備。

因此，如何提供一種基于鍵合多反射腔的原子氣室標(biāo)準(zhǔn)制作裝置，以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化批量化制備且提高穩(wěn)定性，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于鍵合多反射腔的原子氣室標(biāo)準(zhǔn)制作裝置，以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化批量化制備且提高穩(wěn)定性。本實(shí)用新型的另一目的在于提供采用上述基于鍵合多反射腔的原子氣室標(biāo)準(zhǔn)制作裝置制成的原子氣室的原子磁力儀。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

一種基于鍵合多反射腔的原子氣室標(biāo)準(zhǔn)制作裝置，包括模具和陽極鍵合裝置，其中，

所述模具包括中間定位塊、第一擋塊、第二擋塊和框架，

所述中間定位塊的左側(cè)開設(shè)有用于定位第一柱面鏡的第一凹槽，其右側(cè)開設(shè)有用于定位所述第二柱面鏡的第二凹槽，

所述第一柱面鏡放置在所述第一凹槽中，所述第二柱面鏡放置在所述第二凹槽中，所述第一擋塊的一側(cè)抵住所述框架的內(nèi)側(cè)，其另一側(cè)抵住所述第一柱面鏡將所述第一柱面鏡固定在所述第一凹槽中，所述第二擋塊的一側(cè)抵住所述框架的內(nèi)側(cè)，其另一側(cè)抵住所述第二柱面鏡將所述第二柱面鏡固定在所述第二凹槽中，

所述中間定位塊的底部開設(shè)有用于定位固定硅片的第三凹槽，所述第一柱面鏡的底部與所述硅片接觸，所述第二柱面鏡的底部與所述硅片接觸，通過所述模具的精度確定所述第一柱面鏡和所述第二柱面鏡之間的相對(duì)距離以及所述第一柱面鏡和所述第二柱面鏡在所述硅片上的絕對(duì)位置，

所述陽極鍵合裝置包括用于放置所述模具的工作臺(tái)。

優(yōu)選的，上述第一凹槽和所述第二凹槽均為矩形槽。

優(yōu)選的，上述硅片為18mm×30mm的單面拋光的半毫米厚硅片，晶向100。

優(yōu)選的，上述模具為陶瓷模具。