原子室及制造方法、量子干涉装置、振荡器、设备和移动体的制作方法_4

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其控制光射出部3的共振光1、2的频率;温度控制部11,其控制气室2中的碱金属的温度;以及磁场控制部13,其控制来自磁场产生部8的磁场。
[0169]激励光控制部12根据上述光检测部5的检测结果,控制从光射出部3射出的共振光1、2的频率。更具体而言,激励光控制部12控制从光射出部3射出的共振光1、2的频率,使得由上述光检测部5检测出的(ω1-ω2)成为上述碱金属的固有频率《O。此外,激励光控制部12控制从光射出部3射出的共振光1、2的中心频率。
[0170]此外,虽然未图示,但激励光控制部12具有压控型石英振荡器(振荡电路),其根据光检测部5的检测结果,对该压控型石英振荡器的振荡频率进行同步/调整,作为原子振荡器I的输出信号进行输出。
[0171]此外,温度控制部11根据温度传感器7的检测结果,控制对加热器6的通电。由此,能够使气室2维持在期望的温度范围内。
[0172]此外,磁场控制部13控制对磁场产生部8的通电,使得磁场产生部8产生的磁场恒定。
[0173]这样的控制部10例如被设置在安装于基板上的IC芯片中。
[0174]根据如上所述构成的原子振荡器1,在气室2的内壁面形成有均匀的涂覆膜24,因此,即使使气室2小型化,也能够抑制碱金属与气室2的内壁面撞击导致的动作的变化给特性(振荡特性)带来不良影响。因此,能够使原子振荡器I具有优异的频率稳定度、小型化且具有优异的可靠性。
[0175]这样的原子振荡器I具有的气室2能够通过以下说明的制造方法来制造。
[0176](第I实施方式的原子室的制造方法)
[0177]以下,作为本发明的原子室的制造方法的一例,对气室2的制造方法进行说明。
[0178]图6是在图5所示的气室的制造中,用于送入金属原子以及涂覆材料的装置的示意图。此外,图7是用于说明图5所示的气室的制造方法(涂覆材料送入步骤)的图,图8是用于说明图5所示的气室的制造方法(金属原子送入步骤)的图,图9是用于说明图8的(b)所示的密封工序的图。
[0179]气室2的制造方法具有:[1A]准备工序,准备具有内部空间S以及孔221、231的结构体20;[1B]送入工序,通过孔231,向内部空间S送入碱金属以及涂覆材料;以及[1C]密封工序,利用密封部件252将孔231密封。
[0180]此处,在送入工序[1B]中,使用图6所示的装置600,通过孔231向内部空间S送入碱金属以及涂覆材料。此外,关于装置600,将在后面与送入工序[1B]的说明一并详细记述。
[0181]以下,依次说明各工序[1A]、[1B]以及[1C] ο
[0182][1A]
[0183]首先,如图7的(a)所示,准备具有多组内部空间S以及孔221、231的结构体20。
[0184]该结构体20由具有贯通孔211的基板201、具有孔221的基板202和具有孔231的基板203构成。
[0185]基板201通过在后述的单片化工序中进行单片化而成为主体部21。
[0186]基板202与基板201的一个面接合,通过在后述的单片化工序中进行单片化而成为窗部22。
[0187]基板203与基板201的另一个面接合,通过在后述的单片化工序中进行单片化而成为窗部23。
[0188]此处,基板201由与上述主体部21相同的结构材料构成,基板202、203由与上述窗部22、23相同的结构材料构成。此外,基板201与基板202、203通过和主体部21与窗部22、23的接合相同的接合方法进行接合。
[0189]在对基板201和基板202、203进行加热而进行接合的情况下,即,在准备工序[1A]包含使用加热接合法来制造结构体20的步骤的情况下,在结构体20进行加热接合时,内部空间S整体置于高温中。因此,在加热接合之前,即使在作为内部空间S的壁面的部位实施涂覆,该涂覆也会因加热接合时的高温而熔化。尤其是,阳极接合法的接合时的温度极高。因此,在利用阳极接合法使基板201与基板202、203接合的情况下,如果在阳极接合之前进行涂覆,则不易选择涂覆材料。因此,在加热接合之后,在后述的送入工序[1B]中进行涂覆(形成涂覆膜24)。因此,涂覆膜24不会因加热接合的热而熔化。
[0190]如上述这样来准备结构体20。此外,虽然没有图示,但在本工序[1A]中,根据需要,在基板202、203的与基板201相反的一侧的面上形成保护膜,该保护膜在后述的工序
[IB]中防止碱金属或涂覆材料的附着。该保护膜例如由树脂膜构成,在工序[1B]或工序
[IC]之后被去除。此外,在后述的工序[1B]中,在使送入碱金属或涂覆材料的管与孔231直接连接的情况下,不需要该保护膜。
[0191][1B]
[0192]接下来,通过孔231,向内部空间S送入碱金属以及涂覆材料。
[0193]具体而言,送入工序[1B]包含:〈1B-1>向内部空间S送入涂覆材料的涂覆材料送入步骤;以及<1Β-2>向内部空间S送入碱金属的金属原子送入步骤。
[0194]例如使用图6所示的装置600来进行这些工序〈IB-1>以及〈1Β-2>、即向内部空间S送入金属原子以及涂覆材料。
[0195]如图6所示,装置600具有:台601、设置在台601上的冷却部602、收纳台601以及冷却部602的腔室603、与腔室603连接的金属提供部605、涂覆材料提供部606、缓冲气体提供部607以及泵609。
[0196]结构体20载置在台601上。此处,结构体20以基板202侧的面与台601接触的方式载置在台601上。
[0197]此外,台601被冷却部602冷却。由此,能够使载置在台601上的结构体20冷却。
[0198]这样的冷却部602只要能够冷却台601以及结构体20,则没有特别限定,例如,可以由帕尔贴元件、流过冷却介质的冷却管等构成。
[0199]此外,在台601上,形成有朝载置结构体20的面开口的孔(未图示)。该孔与载置在台601上的结构体20的孔221对应地设置,与泵614 (例如,旋转泵、扩散泵等真空泵)连接。由此,能够使内部空间S内的气体经由孔221排出,使内部空间S内成为负压状态。此外,可以使用该泵614形成的负压将结构体20吸附于台601。
[0200]在按每一结构体20来收纳这样的台601的腔室603中,设置有加热器604。由此,能够使腔室603内的气氛温度高于结构体20的温度。因此,能够使腔室603内的温度成为碱金属或涂覆材料的沸点以上的温度,使流入到腔室603内的气体状的碱金属或涂覆材料在气体状的状态下送入到内部空间S中。
[0201]此外,腔室603经由配管608与金属提供部605、涂覆材料提供部606、缓冲气体提供部607以及泵609连接。
[0202]金属提供部605具有向腔室603提供气体状的碱金属的功能。该金属提供部605具有收纳碱金属的容器605a和对容器605a进行加热的加热器605b。进而,金属提供部605利用来自加热器605b的热,使容器605a内的金属进行气化。
[0203]这样的金属提供部605经由阀610与配管608连接。
[0204]涂覆材料提供部606具有向腔室603内提供气体状的涂覆材料的功能。该涂覆材料提供部606具有收纳涂覆材料的容器606a和对容器606a进行加热的加热器606b。进而,涂覆材料提供部606利用来自加热器606b的热,使容器606a内的金属进行气化。
[0205]这样的涂覆材料提供部606经由阀611与配管608连接。
[0206]缓冲气体提供部607具有向腔室603内提供缓冲气体的功能。该缓冲气体提供部607例如是填充有缓冲气体的储气瓶。
[0207]这样的缓冲气体提供部607经由阀612与配管608连接。
[0208]泵609具有使腔室603内减压的功能。该泵609例如为旋转泵、扩散泵等真空泵,与配管608连接。
[0209]此外,在配管608上设置有加热器613。由此,能够对配管608进行加热,防止流过配管608内的碱金属或涂覆材料液化或固化。
[0210]使用如上述那样构成的装置600,以如下方式进行涂覆材料送入步骤以及金属原子送入步骤〈1B-2〉。
[0211]<1B-1>
[0212]首先,将结构体20载置在台601上。进而,将阀610、612设为关闭状态,同时将阀611设为打开状态,使泵614工作。
[0213]由此,如图7的(b)所示,将气体状的涂覆材料(涂覆材料气体)经由孔231送入到内部空间S中。在本实施方式中,从孔221吸引涂覆材料,经由孔231向内部空间S送入涂覆材料,因此,能够向内部空间S内提供期望量的涂覆材料,使不需要的剩余涂覆材料从孔231排出。
[0214]此时,内部空间S的壁面被冷却部602冷却,其温度优选低于涂覆材料的沸点(更优选低于熔点)。
[0215]这样,在使内部空间S的壁面的温度低于涂覆材料的沸点(更优选低于熔点)的状态下,将气体状的涂覆材料送入内部空间S中,由此,气体状的涂覆材料在内部空间S的壁面凝结或凝固,成为涂覆膜24。由此,能够高效地对内部空间S的壁面进行涂覆。
[0216]此处,涂覆材料的熔点优选高于在后述的工序<1Β-2>中送入内部空间S中的碱金属的沸点。由此,在后述的金属原子送入步骤<1Β-2>中,能够防止涂覆材料或涂覆膜熔化。
[0217]此外,涂覆材料只要能够形成具有上述那样的功能的涂覆膜24,则没有特别限定,但优选为氟类树脂、硅氧烷类化合物以及链式饱和烃中的任意一种化合物或其前驱体。
[0218]通过这样的化合物得到的涂覆膜24能够有效地降低碱金属撞击时的动作的变化,使化学稳定性优异。此外,能够使涂覆材料的沸点高于金属原子的沸点。
[0219]用作涂覆材料的氟类树脂例如可采用聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、全氟烷氧基树脂(PFA)、四氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)等。
[0220]此外,作为涂覆材料使用硅氧烷类化合物例如可采用甲基三甲氧基硅烷、二甲基一-甲氧基娃烧、苯基二甲氧基娃烧、甲基二乙氧基娃烧、一-甲基一■乙氧基娃烧、苯基二乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烧等烧氧基娃烧、八甲基一■娃氣烧等娃氣烧、含可水解基团的娃氧烧等的娃氧烧等。
[0221]此外,用作涂覆材料的链式饱和烃例如可以是石蜡(碳素原子的数量为20以上的烧径)等。
[0222]此外,在涂覆材料是涂覆膜24的结构材料的前驱体的情况下,根据需要,通过加热等,使凝结或凝固的涂覆材料与内部空间S的壁面发生反应。
[0223]通过以上说明的工序〈1B-1>,向内部空间S送入涂覆材料,在内部空间S的壁面形成涂覆膜24。
[0224]在本实施方式中
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