[发明专利]一种由电磁超材料构成的低电磁扰动原子气室

权利要求书

1.一种由电磁超材料构成的低电磁扰动原子气室，其特征在于，该低电磁扰动原子气室为六面体状，包括具有理想电导体特性上下平行的第一表面(1)、第三表面(3)，具有理想磁导体特性前后平行的第二表面(2)、第四表面(4)，左右平行的对电磁波具有高透射性能第五表面(5)，和与之相对的具有高吸收率特性的第六表面(6)。

2.如权利要求1所述的由电磁超材料构成的低电磁扰动原子气室，其特征在于：所述的第六表面(6)由一种基于玻璃基底的超材料构成，该超材料由亚波长厚度的、小型化、二维周期阵列单元构成，对特定频率或者某一带宽频率具有较高的吸收率，该吸收频率可以通过对阵列单元的结构进行设计实现调节，视为电磁吸波体。

3.如权利要求2所述的由电磁超材料构成的低电磁扰动原子气室，其特征在于：所述二维周期阵列单元，可利用图案化的石墨烯结构构造阵列单元，通过外加电压的方式，实现对吸波频率的动态调谐。

4.如权利要求1所述的由电磁超材料构成的低电磁扰动原子气室，其特征在于：所述第一表面(1)及第三表面(3)具有理想电导体特性，即电场切向分量和磁场法向分量为零，该表面通常可通过在玻璃表面镀金属薄膜实现。

5.如权利要求1所述的由电磁超材料构成的低电磁扰动原子气室，其特征在于：所述第二表面(2)、第四表面(4)具有理想磁导体特性，即磁场切向分量和电场法向分量为零，该表面可利用认为设计的亚波长金属阵列结构实现。

6.一种如权利要求1、2、3、4或5所述的由电磁超材料构成的低电磁扰动原子气室的制备方法，其特征在于，该制备方法具体如下：

步骤一、超材料结构设计：利用电磁仿真软件，设计第二表面(2)、第四表面(4)、第六表面(6)要求的超材料结构。

步骤二、电磁超材料加工：利用薄膜金属制备方法，在玻璃基材上制备金属薄膜，之后根据设计结构情况利用光刻工艺对金属薄膜进行结构化处理，来加工出符合第一表面(1)、第三表面(3)、第二表面(2)、第四表面(4)、第六表面(6)要求的超材料；

步骤三、气室封装：采用键合工艺将所述六个表面结合为立方体，该方法需要在任一表面预留金属气体充气管道；

步骤四、原子气体填充：将真空系统与充气管道相接，向所述气室内填充原子蒸气，原子气室加工过程完成；

步骤五、外接电源：若采用石墨烯结构，则需要在第六表面(6)焊接引脚，之后连接电源。

7.如权利要求6所述的由电磁超材料构成的低电磁扰动原子气室的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的超材料结构，基底材料为具有耐高温、硬度高、透光性强的高硼硅玻璃。

8.如权利要求6所述的由电磁超材料构成的低电磁扰动原子气室的制备方法，其特征在于，所述步骤二中薄膜金属制备方法采用磁控溅射或热蒸镀工艺。

9.如权利要求6所述的由电磁超材料构成的低电磁扰动原子气室的制备方法，其特征在于，所述步骤二的电磁超材料加工，还能将超材料结构通过化学刻蚀的方法制备成柔性微带线路板，通过紫外光固化，将其粘附于玻璃表面。

10.如权利要求6所述的由电磁超材料构成的低电磁扰动原子气室的制备方法，其特征在于，所述在任一表面预留金属气体充气管道，考虑到加工及性能影响，预留金属气体充气管道优先选择第第一表面(1)、第三表面(3)、第五表面(5)。