一种微型CPT原子钟碱金属蒸汽腔的充气和封堵系统及方法

摘要

本发明涉及一种微型CPT原子钟碱金属蒸汽腔的充气和封堵方法及其系统，主要包括缓冲气体储气瓶、碱金属蒸汽储气瓶、真空室、MEMS圆片承载台、真空泵和激光封堵装置等部分。碱金属蒸汽腔MEMS圆片制作方法为在硅片上利用干法刻蚀或湿法腐蚀制作出硅上碱金属蒸汽腔和通气槽，在玻璃材料上利用机械打孔或激光打孔等方法制作出玻璃上充气孔，或在玻璃材料上利用湿法腐蚀制作出玻璃上充气微通道，最后进行阳极键合制作得到圆片级微型CPT原子钟的碱金属蒸汽腔。用CO2激光束透过真空室的光学窗口对MEMS圆片上的碱金属蒸汽腔芯片逐个熔融封堵玻璃充气孔或充气微管道。本发明使得微型CPT原子碱金属蒸汽腔的制作具有操作简单、不易引入杂质、便于批量制作等优点。

主权项

一种微型CPT原子钟碱金属蒸汽腔的充气和封堵系统，其特征在于：该系统包括放置于工作台上的第一加热器；放置于所述第一加热器上的真空室；所述真空室上方设有用于透过激光束的光学窗口；所述真空室一端设有第一阀门，所述第一阀门的另一端通过不锈钢管道依次连通设有第三阀门的缓冲气体储气瓶、设有第二阀门的碱金属蒸汽储气瓶以及第一真空计；所述碱金属蒸汽储气瓶下方设有第二加热器；所述真空室另一端设有第四阀门，所述第四阀门的另一端通过不锈钢管道依次连通有真空泵以及第二真空计；所述真空室内、光学窗口下方设有包括固定夹具的热隔离台用于放置碱金属蒸汽腔MEMS圆片；所述碱金属蒸汽腔MEMS圆片包括若干碱金属蒸汽腔芯片。