[发明专利]一种原子气体腔室以及制备方法

说明书

本申请公开了一种原子气体腔室以及制备方法，包括：第一玻璃板、中间硅片层和第二玻璃板，且所述第一玻璃板、所述中间硅片层和所述第二玻璃板通过一次键合得到所述原子气体腔，所述中间硅片层中包含通孔，所述第二玻璃板上包含凹槽；所述通孔的位置与所述凹槽的位置相对。通过一次性键合的方式完成原子气体腔室的密封，有效提升了原子气体腔室的密封性；同时，通过在第二玻璃板上刻蚀凹槽，实现反应化合物和反应生成物存在凹槽内，与第二玻璃板的透光部分区分开，保证了原子气体腔室的透光性，同时保证了CPT原子钟的频率的稳定性。

技术领域

本申请涉及原子光学、原子钟技术领域，尤其涉及一种微型CPT(CoherentPopulation Trapping，相干布居)原子钟的原子气体腔室以及制备方法。

背景技术

微型CPT原子钟是利用双色相干光与原子作用将原子制备成相干态，利用CPT信号作为微波鉴频信号而实现的原子钟频率源。微型CPT原子钟的微型原子气体腔室通常采用MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微电机系统)技术制造。

微型原子气体腔室的制备方法通常是：首先，在单晶硅片上制作通孔；然后，与Pyrex玻璃片键合形成半腔结构；再次，将碱金属与缓冲气体冲入该半腔结构；最后，与另一片Pyrex玻璃片键合形成密封结构，即为原子气体腔室。

由此可见，由于微型原子气体腔室采用多次键合，第一次的键合操作对第二次键合操作产生影响，导致微型原子气体腔室的气密性较差，影响原子气体腔室的寿命。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种CPT原子钟的原子气体腔室以及制备方法，用于解决微型原子气体腔室的气密性差的问题。

本申请实施例提供了一种原子气体腔室，包括：第一玻璃板、中间硅片层和第二玻璃板，且所述第一玻璃板、所述中间硅片层和所述第二玻璃板通过一次键合得到所述原子气体腔室，其中：

所述中间硅片层中包含通孔，所述第二玻璃板上包含凹槽；

所述通孔的位置与所述凹槽的位置相对。

本申请实施例还提供了一种原子气体腔的制备方法，包括：

根据确定的原子气体腔室的直径，通过蚀刻或者激光打孔的方式，在中间硅片层上刻蚀出设定数量的通孔；

根据在所述中间硅片层上刻蚀的所述通孔的位置，采用刻蚀的方式，在第二玻璃板上刻蚀设定数量的凹槽，所述凹槽的深度小于所述第二玻璃板的厚度；

通过键合机的夹具将第一玻璃板、所述中间硅片层和所述第二玻璃板夹好，并置于所述键合机的腔体内部，以键合得到原子气体腔室。

本申请提供的上述至少一个实施例所带来的有益效果如下：

本申请实施例提供的原子气体腔室包含第一玻璃板、中间硅片层和第二玻璃板，且所述第一玻璃板、所述中间硅片层和所述第二玻璃板通过一次键合得到所述原子气体腔，所述中间硅片层中包含通孔，所述第二玻璃板上包含凹槽；所述通孔的位置与所述凹槽的位置相对。通过一次性键合的方式完成原子气体腔室的密封，有效提升了原子气体腔室的密封性，提高了原子气体腔室的寿命；同时，通过在第二玻璃板上刻蚀凹槽，实现反应化合物和反应生成物存在凹槽内，与第二玻璃板的透光部分区分开，保证了原子气体腔室的透光性，同时保证了CPT原子钟的频率的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种原子气体腔室的结构示意图；