一种微型化制造的双腔结构芯片原子钟87Rb蒸汽腔

摘要：

碱金属蒸汽腔是芯片原子钟(CSACs)中重要的核心部件之一，其微型化制造具有重要的实用价值，同时也非常具有挑战性。采用MEMS技术批量化制作了具有双腔结构的芯片原子钟87Rb蒸汽腔阵列。在阳极键合过程中，通过原位化学反应产生纯净的87Rb元素蒸汽，缓冲气体（N2）采用反充的方法充入到87Rb蒸汽腔内以保证缓冲气体的压强可以精确的控制。所设计的双腔结构可以防止原位化学反应中产生的杂质阻挡光路，从而能够提高探测到的光信号的强度。通过原子钟桌面系统测试，得到了87Rb元素D1线的光学吸收谱和用于芯片原子钟锁频的误差信号，在90℃时，87Rb 元素D1线纠偏信号的线宽（波峰与波谷间距）可达到0.53 kHz。测试结果表明，双腔结构的87Rb蒸汽腔满足芯片原子钟或其他芯片级原子器件的设计要求。

关键词：87Rb蒸汽腔、芯片原子钟、相干布居数囚禁(CPT)、双腔结构、MEMS技术

分类号：TN389(半导体技术)

资助基金：中科院院知识创新工程重要方向性项目KGCX2- YW-143

在线出版日期：2014-08-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：1463-1468