原子室及其制造方法、量子干涉装置、原子振荡器的制造方法_4

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部的碱金属,使其向窗部形成用基板220的外周部侧移动。
[0185]此外,从高效地进行加热的观点来看,激光的波长区域优选为红外区。另外,在该工序中使用的加热方法不限于激光,例如也能够使用除激光以外的光、如X射线和γ射线这样的电磁波、电子射线、如离子束这样的粒子射线等或将这些能量线的2种以上进行组合的能量线。
[0186]此外,作为在该工序中使用的加热方法,也可以使被加热的棒状的销的前端与中央部接触。
[0187][3]单片化工序
[0188]接着,例如通过切割,对由主体部形成用基板210和窗部形成用基板220、230构成的层叠构造体(接合体)进行单片化。由此,如图7的(b)所示,得到原子室2。
[0189]在本实施方式中,如上所述,在[I]准备工序中,第I基板具有多个由贯通孔211形成的凹部,在[3]单片化工序中,按照由贯通孔211形成的每个凹部,对将第I基板与第2基板接合而得的接合体、即、将主体部形成用基板210与窗部形成用基板220、230接合而得的接合体进行单片化。由此,能够高效地制造原子室。
[0190]此外,在[2]调整工序之后进行[3]单片化工序,即在[3]单片化工序之前进行[2]调整工序,由此能够有高效地进行[2]调整工序。
[0191]根据如以上所说明的原子室2的制造方法,能够得到实现如上所述的效果的原子室2。S卩,在所得到的原子室2中,由于配置于透光部的中央部的液体状或固体状的碱金属M的量较少,因此能够高效地使光透过。因此,能够增大EIT信号的强度,其结果是,能够提高频率稳定度。
[0192]此外,在上述原子室2的制造方法中,[I]准备工序包含I 一 I底座部准备步骤、1- 2配置步骤和I 一 3密封步骤,即,通过粘贴多个基板而形成划分形成出内部空间S的壁部,所以能够使用例如MEMS技术等,高效地制造小型的原子室2。
[0193]尤其是,在上述制造方法中,主体部形成用基板210包含硅,窗部形成用基板220、230分别包含玻璃,由此能够使用蚀刻技术和光刻技术,制造小型且高精度的原子室2。
[0194]此外,在I 一 2配置步骤中,通过成膜在由贯通孔211形成的凹部的底部配置碱金属M1,所以即使在使用例如上述那样的MEMS技术等制造小型的原子室2的情况下,也能够在I 一 2配置步骤中,将期望量的液体状或固体状的碱金属Ml容易地配置于期望的位置和范围。
[0195]此外,由于在[2]调整工序中,以沿着由贯通孔211形成的凹部的底部的外周部配置碱金属M的方式进行调整,所以即使配置于内部空间S的液体状或固体状的碱金属M的量较多,也能够将液体状或固体状的碱金属M配置于窗部22的外周部。
[0196]<第2实施方式>
[0197]接着,说明本发明的第2实施方式。
[0198]图8的(a)是本发明第2实施方式的原子振荡器所具有的原子室的纵剖视图,图8的(b)是图8的(a)中的A — A线剖视图(横剖视图)。
[0199]本实施方式中,除了一个窗部的结构和液体状或固体状的碱金属的配置不同以夕卜,与上述第I实施方式相同。
[0200]另外,在以下的说明中,关于第2实施方式,以与上述实施方式的不同之处为中心进行说明,关于相同事项省略其说明。
[0201]图8所示的原子室2A具有主体部21和夹着主体部21设置的一对窗部22A、23。
[0202]在窗部22A的主体部21侧的面上,沿着主体部21的贯通孔211的壁面形成有环形的凹部221 (槽)。在从窗部22A的厚度方向观察时,如图8所示,凹部221的内周缘位于比贯通孔211的壁面靠内侧的位置,凹部221的外周缘位于比贯通孔211的壁面靠外侧的位置。
[0203]在这样的凹部221内配置有液体状或固体状的碱金属M。通过这样在凹部221内配置碱金属M,能够利用由凹部221形成的阶梯差,阻止碱金属M向窗部22A的中央部侧移动。此外,如上所述,在从窗部22A的厚度方向观察时,凹部221的外周缘位于比贯通孔211的壁面靠外侧的位置,所以能够使碱金属M从激励光的通过区域远离。
[0204]在如以上这样构成的原子室2A中,凹部221构成了设置于窗部22A与主体部21的连接部并配置有碱金属M的凹状的“收纳部”。通过设置这样的收纳部,能够将液体状或固体状的碱金属M稳定地配置于窗部22A的外周部。
[0205]此外,由于凹部221沿着窗部22A与主体部21的连接部延伸,所以即使配置于内部空间S的液体状或固体状的碱金属M的量较多,也能够将液体状或固体状的碱金属M稳定地配置于窗部22A的外周部。
[0206]尤其是,由于在窗部22A设置有凹部221,所以能够利用由形成在窗部22A的中央部与外周部之间的凹部221形成的阶梯差,减少液体状或固体状的碱金属M从凹部221超出并向窗部的中央部移动的情况。
[0207]如以上所说明的原子室2A能够如下进行制造。
[0208]图9是示出图8所示的原子室的制造方法中的配置步骤、密封步骤和调整工序的图。
[0209]原子室2A的制造方法具有:[1A]准备工序、[2A]调整工序和[3A]单片化工序。以下,依次说明各工序。
[0210][1A]准备工序
[0211]IA — I第I接合工序(底座部准备步骤)和IA — 2配置步骤
[0212]首先,如图9的(a)所示,与上述第I实施方式的第I接合工序I — I和配置步骤1- 2同样,在将主体部形成用基板210与窗部形成用基板220A接合之后,将碱金属Ml配置于由贯通孔211形成的凹部内。
[0213]窗部形成用基板220A是用于形成上述窗部22A的玻璃基板,通过后述[3A]单片化工序被单片化,成为窗部22A。
[0214]IA — 3第2接合工序(密封步骤)
[0215]接着,如图9的(b)所示,与上述第I实施方式的I —3第2接合工序同样,将主体部形成用基板210 (第I基板的一个面侧)与窗部形成用基板230接合。
[0216][2A]调整工序
[0217]接着,如图9的(C)所示,通过对窗部形成用基板220A进行加热,调整碱金属Ml的量的分布。这时,以窗部形成用基板220A的中央部为中心进行加热。由此,能够使窗部形成用基板220A的中央部上的碱金属Ml向窗部形成用基板220A的外周部侧移动。其结果是,形成以量分布成在窗部形成用基板220A的外周部侧比中央部多的方式配置的碱金属M0
[0218]尤其是,在本实施方式中,能够通过上述加热,使窗部形成用基板220A的中央部上的碱金属Ml向窗部形成用基板220A的凹部221内移动。因此,能够减少碱金属Ml向窗部形成用基板220A的中央部返回的情况。
[0219][3A]单片化工序
[0220]接着,与上述第I实施方式的[3]单片化工序同样,对由主体部形成用基板210和窗部形成用基板220A、230构成的层叠构造体(接合体)进行单片化。由此,得到原子室2A。
[0221]根据如以上所说明的原子室2A的制造方法,在[1A]准备工序中,由主体部形成用基板210和窗部形成用基板220A、230构成的构造体具有凹部221 (凹状的收纳部),该凹部221设置于透光部的外周部,在[2A]调整工序中,由于将碱金属M收纳在凹部221中,所以在所得到的原子室2A中,能够使液体状或固体状的碱金属M从光通过区域远离。
[0222]此外,由于凹部221沿着透光部的外周部延伸,所以在所得到的原子室2A中,即使配置于内部空间S的液体状或固体状的碱金属M的量较多,也能够使液体状或固体状的碱金属M从光通过区域远离。
[0223]<第3实施方式>
[0224]接着,说明本发明的第3实施方式。
[0225]图10的(a)是本发明第3实施方式的原子振荡器所具有的原子室的纵剖视图,图10的(b)是图10的(a)中的A — A线剖视图(横剖视图)。
[0226]本实施方式中,除了主体部的结构和液体状或固体状的碱金属的配置不同以外,与上述第I实施方式相同。
[0227]另外,在以下的说明中,关于第3实施方式,以与上述实施方式的不同之处为中心进行说明,关于相同事项省略其说明。
[0228]图10所示的原子室2B具有主体部21B和夹着主体部21B设置的一对窗部22、23。
[0229]主体部21B呈将上下方向设为厚度方向的板状,在该主体部21B中形成有沿主体部21B的厚度方向(上下方向)贯通的贯通孔211B。在该贯通孔211B的壁面的窗部22侧的端部,以贯通孔211B的宽度增大的方式,在周向的整个区域内设置有阶梯部212。
[0230]该阶梯部212与窗部22 —起构成了凹部。在该凹部内配置有液体状或固体状的碱金属Μ。通过这样以退避到外侧的方式配置碱金属Μ,能够增大激励光的通过区域。
[0231]在如以上这样构成的原子室2Β中,由阶梯部212和窗部22构成的凹部构成了凹状的“收纳部”,该凹状的“收纳部”设置于窗部22与主体部21Β的连接部并配置有碱金属Mo由此,能够将液体状或固体状的碱金属M稳定地配置于窗部22的外周部。
[0232]此外,由于由阶梯部212和窗部22构成的凹部沿着窗部22与主体部21Β的连接部延伸,所以即使配置于内部空间S的液体状或固体状的碱金属M的量较多,也能够将液体状或固体状的碱金属M稳定地配置于窗部22的外周部。
[0233]尤其是,由于在主体部21Β中设置有阶梯部212,所以能够使液体状或固体状的碱金属M从光通过区域远离。
[0234]〈第4实施方式〉
[0235]接着,说明本发明的第4实施方式。
[0236]图11的(a)是本发明第4实施方式的原子振荡器所具有的原子室的纵剖视图,图11的(b)是图11的(a)中的A — A线剖视图(横剖视图)。
[0237]本实施方式中,除了主体部和一个窗部的结构以及液体状或固体状的碱金属的配置不同以外,与上述第I实施方式相同。
[0238]另外,在以下的说明中,关于第4实施方式,以与上述实施方式的不同之处为中心进行说明,关于相同事项省略其说明。
[0239]图11所示的原子室2C具有主体部21C和夹着主体部21C设置的一对窗部22C、23ο
[0240]主体部21C呈将上下方向设为厚度方向的板状,在该主体部21C中形成有沿主体部21C的厚度方向(上下方向)贯通的贯通孔211C。在该贯通孔211C的壁面的窗部22C侦_端部,以贯通孔211C的宽度增大的方式,在周向的整个区域内设置有阶梯部212C。
[0241]此外,在窗部22C的主体部21C侧的面上,沿着主体部21C的贯通孔211C的壁面形成有环形的凹部221C(槽)。在从窗部22C的厚度方向观察时,如图11所示,凹部221C的内周缘和外周缘分别位于比贯通孔211C的壁面靠外侧的位置。
[0242]这样的凹部221C与上述阶梯部212C—起构成了凹部。在该凹部内配置有液体状或固体状的碱金属Μ。通过这样以退避到外侧的方式配置碱金属Μ,能够增大激励光的通过区域。
[0243]尤其是,在本实施方式中,碱金属M被配置于凹部221C内。由此,能够利用由凹部221C形成的阶梯差,阻止碱金属M向窗部22C的中央部侧移动。并且,如上所述,在从窗部22C的厚度方向观察时,凹部221C的内周缘和外周缘分别位于比贯通孔211的壁面靠外侧的位置,所以将碱金属M配置于凹部221C内,由此能够增大激励光的通过区域。
[0244]在如以上这样构成的原子室2C中,由阶梯部212C和凹部221C构成的凹部构成了凹状的“收纳部”,该凹状的“收纳部”设置于窗部22C与主体部21C的连接部并配置有碱金属Μ。由此,能够将液体状或固体状的碱金属M稳定地配置于窗部22C的外周部。
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