气室的制造方法及气室、磁测定装置的制造方法及磁测定装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种气室的制造方法及气室，其提高了气室的特性的均一性。气室的制造方法具有：以形成由形成有所述涂层的面围成的气室单元的方式，组装形成有所述涂层的多个所述板材的组装工序；向形成的所述气室单元内填充碱金属气体的填充工序。
【专利说明】气室的制造方法及气室、磁测定装置的制造方法及磁测定 装置
[0001] 本申请是申请号为201210031156. 7、申请日为2012年2月13日、发明名称为"充 气光电池的制造方法及充气光电池"的分案申请。
【技术领域】
[0002] 本发明涉及气室的制造方法及气室。
【背景技术】
[0003] 作为检测由生物体的心脏等发出的磁场的生物体磁测定装置，使用光泵式磁敏 传感器。专利文献1公开了使用气室（cas cell)、泵浦光（pump light)、探针光（probe light)的磁敏传感器。在该磁敏传感器中，封入气室内的原子被泵浦光激励，产生自旋的偏 极。由于透过气室的探针光的偏光面按照磁场进行旋转，所以使用探针光的偏光面的旋转 角来测定磁场。
[0004] 专利文献2、专利文献3及非专利文献1公开了向气室单元中填充气体的技术。
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :(日本）特开2009-236599号公报
[0007] 专利文献2 :(日本）特开平11-238469号公报
[0008] 专利文献3 :美国专利第7666485号说明书
[0009] 非专利文献
[0010] 非专利文献 1 :Grbax Singh，Philip Diavore，and Carrol 0· Alley，"A Technique for preparing Wall Coated Cesium Vapor Cells，',The Review of Scientific Instruments, Vol. 43, No. 9, pp.1388-1389(1972)
[0011] 在制造多个气室的时候，当气室的特性上存在差异时，这些差异就会作为磁敏传 感器的灵敏度的偏差反映出来。
[0012] 本发明提供一种提高气室的特性的均一性的技术。
【发明内容】
[0013] 本发明提供一种气室的制造方法，其具有：在板材的第一面上形成涂层的涂敷工 序；以形成由形成有所述涂层的面围成的气室单元的方式，组装形成有所述涂层的多个所 述板材的组装工序；向形成的所述气室单元内填充碱金属原子的填充工序。
[0014] 根据该制造方法，与组装后形成涂层的情况相比较，能够提高气室内壁的涂层厚 度的均一·丨生。
[0015] 在优选的方式中，所述板材在所述第一面的背面具有第二面，在所述涂敷工序中， 在所述板材的所述第一面及所述第二面上形成所述涂层，在所述组装工序中，可以形成包 括第一气室单元和第二气室单元的多个所述气室单元，其中，所述第一气室单元由包括所 述第一面的多个面围成，所述第二气室单元由包括所述第二面的多个面围成。
[0016] 根据该制造方法，在具有多个气室单元的气室单元阵列中，能够提高气室内壁的 涂层厚度的均一性。
[0017] 在另一优选的方式中，多个所述气室单元具有在内部放置有碱金属固体的第三气 室单元，在所述第一气室单元和所述第三气室单元之间的所述板材上及所述第二气室单元 和所述第三气室单元之间的所述板材上设有贯通孔，所述填充工序可以包括：将所述第三 气室单元内的所述碱金属固体气化而产生所述碱金属气体的气化工序；使产生的所述碱金 属气体经由所述贯通孔自所述第三气室单元向所述第一气室单元及所述第二气室单元扩 散的扩散工序。
[0018] 根据该制造方法，在具有多个气室单元的气室单元阵列中，与分别向各个气室单 元中封入碱金属气体的情况相比较，能够提高碱金属气体的浓度的均一性。
[0019] 在另一优选的方式中，多个所述气室单元可以具有第四气室单元及第五气室单 元，包括所述第一气室单元、所述第二气室单元、所述第四气室单元及所述第五气室单元的 气室单元组在平面上二维配置，所述第三气室单元位于所述平面上。
[0020] 根据该制造方法，能够制造第三气室单元相对于气室单元组二维配置的气室。
[0021] 在另一优选的方式中，多个所述气室单元可以具有第四气室单元及第五气室单 元，包括所述第一气室单元、所述第二气室单元、所述第四气室单元及所述第五气室单元的 气室单元组在平面上二维配置，所述第三气室单元相对于所述气室单元组，在与所述平面 垂直的方向上堆积。
[0022] 根据该制造方法，能够制造相对于气室单元组立体地配置第三气室单元的气室。
[0023] 在另一优选的方式中，所述制造方法可以具有将形成有所述涂层的所述板材切断 为多个的切断工序，在所述组装工序中，组装通过所述切断工序而得到的多个板材。
[0024] 根据该制造方法，由于在涂敷工序中处理的板材数量变少，因而与切断后进行涂 敷工序的情况相比较，板材的处理变得简便。
[0025] 另外，本发明提供一种气室，其具有：形成封闭空间的外壁；将所述封闭空间分隔 成多个气室单元的内壁；形成于所述内壁、连结相邻的气室单元中至少一个气室单元的贯 通孔；封入所述气室单元内的碱金属原子。
[0026] 根据该气室，在具有多个气室单元的气室单元阵列中，能够提高气室的特性的均 一性。
[0027] 此外，本发明提供一种具有形成封闭空间的壁面和容纳于所述封闭空间且内包有 碱金属的第一安瓿的气室。
[0028] 根据该气室的制造方法，能够不依靠作业者的技能而稳定地制造气室。
[0029] 在优选的方式中，该气室也可以具有形成于所述封闭空间的壁面的涂层，该涂层 抑制所述碱金属原子的自旋偏极状态的缓和。
[0030] 根据该气室，能够不依靠作业者的技能而稳定地制造。
[0031] 在另一优选的方式中，所述封闭空间可以具有填充有所述碱金属的原子的第一主 室、容纳所述第一安瓿的容纳室、连结所述第一主室和所述容纳室的第一孔。
[0032] 根据该气室，在将第一安瓿容纳于容纳室的情况下，也能够不依靠作业者的技能 而稳定地制造。
[0033] 在另一优选的方式中，所述第一安瓿可以内包用于抑制所述碱金属原子的移动速 度的缓冲气体。
[0034] 根据该气室，在第一安瓿中内包有缓冲气体的情况下，也能够不依靠作业者的技 能而稳定地制造。
[0035] 在另一优选的方式中，所述缓冲气体可以为稀有气体。
[0036] 根据该气室，在第一安瓿中内包有稀有气体的情况下，也能够不依靠作业者的技 能而稳定地制造。
[0037] 在另一优选的方式中，所述第一安瓿可以具有使所述缓冲气体向所述第一安瓿的 外部扩散的贯通孔。
[0038] 根据该气室，能够使缓冲气体向封闭空间扩散。
[0039] 在另一优选的方式中，所述封闭空间可以具有填充所述碱金属原子且不同于所述 第一主室的第二主室以及连结所述第一主室和所述第二主室的第二孔。
[0040] 根据该气室，能够不依靠作业者的机能而稳定地制造具有多个主室的气室单元。
[0041] 在另一优选的方式中，所述第一安瓿可以具有用于形成所述贯通孔的、吸收光的 吸收材料。
[0042] 根据该气室，在第一安瓿被光照射的情况下，也能够不依靠作业者的技能而稳定 地制造。
[0043] 在另一优选的方式中，该气室可以具有内包用于形成所述涂层的涂敷材料的第二 安咅瓦。
[0044] 根据该气室，在第二安瓿被容纳在容纳室的情况下，也能够不依靠作业者的技能 而稳定地制造。
[0045] 在另一优选的方式中，所述碱金属可以为固体或者液体。
[0046] 根据该气室，即使容纳于第一安瓿的碱金属为固体或者液体，也能够不依靠作业 者的技能而稳定地制造。
[0047] 此外，本发明提供一种气室的制造方法，在具有形成封闭空间的壁面及容纳于所 述封闭空间且内包有碱金属的第一安瓿的气室单元中，具有进行所述第一安瓿的破坏的工 序；和在将所述第一安瓿破坏后，使所述碱金属向所述封闭空间扩散的工序。
[0048] 根据该气室的制造方法，能够不依靠作业者的技能而稳定地制造气室。
[0049] 在优选的方式中，所述第一安瓿的破坏可以包含通过向所述第一安瓿照射光而形 成贯通孔的工序。
[0050] 根据该气室的制造方法，能够使用光照射稳定地制造气室。
[0051] 在另一优选的方式中，所述光照射可以使用以1微妙以下的脉冲宽度进行光照射 的脉冲激光来进行。
[0052] 根据该气室的制造方法，能够使用脉冲激光稳定地制造气室。
[0053] 在再一优选的方式中，所述第一安瓿的破坏可以包含通过向所述第一安瓿照射光 来割断所述第一安瓿的工序。
[0054] 根据该气室的制造方法，与通过使用光照射形成贯通孔来进行破坏的情况相比 较，脱气变少。
[0055] 在再一优选的方式中，所述光照射可以使用以1纳秒以下的脉冲宽度进行光照射 的脉冲激光来进行。
[0056] 根据该气室的制造方法，能够使用脉冲激光稳定地制造气室。
[0057] 在再一优选的方式中，该气室的制造方法可以具有在所述第一安瓿上形成应力集 中部的工序。
[0058] 根据该气室的制造方法，与没有设置应力集中部的情况相比较，能够稳定地制造 气室。
[0059] 在再一优选的方式中，所述第一安瓿的破坏可以含有对所述气室单元施加加速度 的工序。
[0060] 根据该气室的制造方法，能够使用力学上给予加速度的工序，稳定地制造气室。
[0061] 在再一优选的方式中，所述第一安瓿的破坏可以包括给予所述第一安瓿以使其产 生热应力的热的工序。
[0062] 根据该气室的制造方法，能够使用给予热的工序来稳定地制造气室。
【专利附图】
【附图说明】
[0063] 图1为表示磁测定装置1的构成的框图；
[0064] 图2为气室阵列10的外观图；
[0065] 图3为气室阵列10的III-III剖面图；
[0066] 图4为气室阵列10的IV-IV剖面图；
[0067] 图5为表示气室阵列10的制造工序的流程图；
[0068] 图6为表示切断后的板材的图；
[0069] 图7表示容纳安瓿的气室阵列10的示意图；
[0070] 图8为表不扩散有碱金属气体的气室阵列10的不意图；
[0071] 图9为表示比较例的构成的图；
[0072] 图10为变形例1的气室阵列15的外观图；
[0073] 图11为气室阵列15的XI-XI剖面图；
[0074] 图12为表示变形例2的贯通孔的配置的示意图；
[0075] 图13为表示变形例3的贯通孔的配置的示意图；
[0076] 图14为表示变形例8的气室阵列的制造工序的流程图；
[0077] 图15为表示变形例9的气室阵列的制造工序的流程图；
[0078] 图16为表示变形例10的气室的制造方法的流程图；
[0079] 图17为封装件的剖面图；
[0080] 图18为封装件及盖罩的剖面图；
[0081] 图19为例示安瓿200被破坏后的状态的图；
[0082] 图20为变形例11的气室阵列70的剖面图；
[0083] 图21为变形例12的气室的剖面图；
[0084] 图22为变形例13的气室的剖面图；
[0085] 图23为变形例15的气室的剖面图；
[0086] 图24为表示变形例15的气室的制造方法的流程图。
[0087] 符号说明
[0088] 10 :气室阵列，11 :板材，12 :板材，15 :气室阵列，20 :泵浦光照射单元，21 :板材， 22 :板材，23 :板材，24 :板材，30 :探针光照射单元，31 :板材，32 :板材，33 :板材，34 :板材， 35板材，40 :检测单元，41 :板材，42 :板材，50 :封装件，51 :主室，52 :狭窄孔，53 :安瓿容纳 室，54 :碱金属容纳室，60 :盖罩，70 :气室阵列，71 :封装件，72 :盖罩，110 :气室，111 :贯通 孔，112 :贯通孔，120 :气室，121 :贯通孔，122 :贯通孔，130 :虚拟气室单元，140 :气室，141 : 贯通孔，150 :气室，151 :贯通孔，160 :虚拟气室单元，200 :安瓿，250 :安瓿，300 :碱金属固 体，711 :主室，712 :狭窄孔，713 :安瓿容纳室
【具体实施方式】
[0089] 1、构成
[0090] 图1为表示一实施方式的磁测定装置1的构成的框图。磁测定装置1是将由心脏 产生的磁场（心磁）或者由大脑产生的磁场（脑磁）等由生物体产生的磁场作为生物体的 状态的指标来进行测定的生物体状态测定装置。磁测定装置1具有气室阵列10、泵浦光照 射单元20、探针光照射单元30、检测单元40。气室阵列10具有多个气室。在气室内封入 有碱金属气体（例如，絶（Cs))。泵浦光照射单元20输出与碱金属原子相互作用的泵浦光 (例如，相当于絶的D1线的波长894nm的光）。泵浦光具有圆偏振光成分。当被照射泵浦 光时，碱金属原子的最外层电子被激励，产生自旋偏极。自旋偏极的碱金属原子在被测定物 产生的磁场B的作用下做旋进运动（歳差運動）。一个碱金属原子的自旋偏极虽然随着时 间的推移而缓和，但由于泵浦光为CW(Continuous Wave)光，所以自旋偏极的形成和缓和同 时平行且连续地重复。其结果是，从原子的集团整体来看，形成稳定正常的自旋偏极。
[0091] 探针光照射单元30输出具有直线偏振光成分的探针光。在气室的透射前后，探针 光的偏振光面由于法拉第效应而旋转。偏振光面的旋转角为磁场B的函数。检测单元40 检测探针光的旋转角。检测单元40具有输出对应入射光的光量的信号的光检测器、处理信 号的处理器以及存储数据的存储器。处理器使用从光检测器输出的信号，计算磁场B的大 小。处理器将表示算出的结果的数据写入存储器。这样，用户就能够得到由被测定物体产 生的磁场B的信息。
[0092] 图2为气室阵列10的外观图。在该例中，气室阵列10具有在xy平面上二维配置 的多个（2x2个）气室。气室为内部封入有碱金属气体的气室单元（箱）。气室使用石英玻 璃或者硼硅酸盐玻璃等具有透光性的材料而形成。另外，气室阵列10具有在xy平面上以 包围2x2个气室的方式而设的虚拟气室单元。中央的2x2个气室为有助于磁场测定的气室 单元，而虚拟气室单元为无助于磁场测定的气室单元。
[0093] 图3为气室阵列10的III-III剖面图。该剖面与xz平面平行。在该剖面上，示 出气室110、气室120和虚拟气室单元130。在气室110和虚拟气室单元130之间设有贯通 孔111。在气室120和虚拟气室单元130之间设有贯通孔121。
[0094] 图4为气室阵列10的IV-IV剖面图。该剖面与xy平面平行。在该剖面上，示出 气室110、气室120、气室140、气室150和虚拟气室单元130。在气室140和虚拟气室单元 130之间设有贯通孔141。在气室150和虚拟气室单元130之间设有贯通孔151。之后叙述 贯通孔111、贯通孔121、贯通孔141及贯通孔151的功能。
[0095] 2、制造方法
[0096] 图5为表示气室阵列10的制造工序的流程图。在步骤S100 (涂敷工序）中，在用 于形成气室的板材上形成涂层。涂层使用例如石蜡。涂层通过干式法或湿式法来涂敷。涂 层涂敷在板材的表面和背面两面上。
[0097] 在步骤S110 (切断工序）中，切断形成有涂层的板材。
[0098] 图6是表示被切断的板材的图。板材11及板材12为形成气室阵列10的上面及 下面的部件。这里所谓"上"指图1的z轴正方向，所谓"下"指z轴负方向。板材21、板材 22、板材23及板材24为形成气室阵列10的外部侧面的部件。所谓"外部侧面"指垂直于 xy平面、且在外部露出的面。板材31、板材32、板材33、板材34、板材35、板材41及板材42 为形成气室的部件。在板材34及板材35上，设有成为贯通孔（贯通孔111、贯通孔121、贯 通孔141及贯通孔151)的槽（凹部）。在该例中，板材31、板材32及板材33形成与xz平 面平行的壁面。板材31、板材32、及板材33沿y轴坐标变大的朝向依次配置。板材34、板 材35、板材41及板材42形成与yz平面平行的壁面。
[0099] 再参照图5。在步骤S120(组装工序）中，组装切断的板材。在此刻，为了接下来 容纳安瓿，组装成至少一面为开放的状态。例如，组装除形成气室阵列10的上面的板材11 以外的全部部件。在组装中，板材彼此通过例如焊接或粘接材料的粘接而接合在一起。
[0100] 在步骤S130(安瓿容纳工序）中，向气室阵列10内的虚拟气室单元130中容纳安 瓿。从开放的面容纳安瓿。
[0101] 图7为表示容纳有安瓿的气室阵列10的示意图。图7表示与图4同样的剖面。在 安瓿200的内部封入有碱金属固体300。
[0102] 再参照图5。在步骤S140(密封工序）中，气室阵列10被密封。在该例中，除碱金 属气体以外，向气室内封入稀有气体等惰性气体（缓冲气体）。因此，气室阵列10的密封是 在惰性气体气氛中进行。具体地说，在惰性气氛中，接合开放的面的部件（例如，构成上面 的板材11)。
[0103] 在步骤S150 (安瓶破坏工序）中，破坏安f瓦200。具体地说，向安f瓦200照射在安 瓿200上聚焦的激光，在安瓿上开孔。
[0104] 在步骤S160(气化工序）中，安瓿200内的碱金属固体气化。具体地说，通过对气 室阵列10进行加热来加热碱金属固体，使其气化。
[0105] 在步骤S170(扩散工序）中，扩散碱金属气体。具体地说，通过在某温度（期望较 之室温高的温度）下保持一定时间，扩散碱金属气体。
[0106] 图8为表不扩散有碱金属气体的气室阵列10的不意图。图8表不与图4同样的 剖面。在图8中，白圆圈示意地表示碱金属气体的原子。在扩散工序中，碱金属气体从虚拟 气室单元130经由贯通孔111、贯通孔121、贯通孔141及贯通孔151，向气室110、气室120、 气室140及气室150扩散。如果充分地设置扩散工序的时间，碱金属气体就会对所有的气 室基本均一地扩散。
[0107] 综合以上，气室阵列10的制造工序具有：在板材的面上形成涂层的涂敷工序（步 骤S100);将形成有涂层的板材切断为多个的切断工序（步骤S110);以形成由形成有涂层 的面围成的气室单元的方式组装形成有涂层的多个板材的组装工序（步骤S120);向形成 的气室单元内填充碱金属气体的填充工序。板材具有第一面和位于第一面的背面的第二 面。在涂敷工序中，在板材的第一面及第二面上形成涂层。在组装工序中，形成包括由包括 第一面的多个面围成的第一气室单元（气室110)及由包括第二面的多个面围成的第二气 室单元（气室120)的多个气室单元。气室阵列10具有在内部放置碱金属固体的第三气室 单元（虚拟气室单元130)。在第一气室单元和第三气室单元之间的板材上及第二气室单元 和第三气室单元之间的板材上设有贯通孔。填充工序包括安瓿破坏工序（步骤S150)、气化 工序（步骤S160)、扩散工序（步骤S170)。碱金属固体在封入安瓿的状态下放置于第三气 室单元内。破坏工序为在扩散工序之前破坏安瓿的工序。气化工序为将第三气室单元内的 碱金属固体气化，产生碱金属气体的工序。扩散工序为将产生的碱金属气体经由贯通孔从 第三气室单元向第一气室单元及第二气室单元扩散的工序。
[0108] 另外，气室阵列10具有形成封闭空间的外壁、将封闭空间分隔成多个气室单元的 内壁、形成于内壁且连结相邻的气室单元中至少一个气室单元彼此的贯通孔以及封入气室 单元内的碱金属气体。另外，这里所说的"气室单元"也可以不是完全的封闭空间，而是通 过贯通孔与其他气室单元连结的空间。
[0109] 图9为表示比较例的构成的图。图9表示在组装工序之后进行涂敷工序的例子。 在该情况下，有时在气室单元的角部分或者面和面的边界部分等特定的场所，涂层会形成 得较厚。这样，若涂层厚度不均一，则当在气室内部运动的碱金属原子撞击到壁面时，撞击 后的原子的移动有时就会局部性地变成其他的样子。这有时就会成为产生测定误差的原 因。
[0110] 与之相对，根据本实施方式，由于是在组装工序之前形成涂层，因此，与组装工序 之后形成涂层的情况相比较，形成了更均一的涂层。即，根据本实施方式，与在组装工序之 后形成涂层的情况相比较，提高了气室间的特性的均一性（差异被抑制）。
[0111] 3、其他的实施方式
[0112] 本发明并非限定于上述的实施方式，可以实施各种变形。下面，说明几个变形例。 在下面的变形例之中，可以组合两个以上的例子使用。
[0113] 3-1、变形例 1
[0114] 图10为变形例1的气室阵列15的外观图。气室阵列的形状并非限定于实施方式 中说明的形状。气室阵列15代替虚拟气室单元130而具有虚拟气室单元160。虚拟气室 单元160与气室组的位置关系，不同于气室阵列10的虚拟气室单元130。需要说明的是， 所谓虚拟气室单元是指无助于磁场测定、用于容纳安瓿的气室单元。气室阵列10具有气室 110 (第一气室单元之一例）、气室120 (第二气室单元之一例）、气室140 (第四气室单元之 一例）、气室150 (第五气室单元之一例）及虚拟气室单元130 (第三气室单元之一例）。包 含气室110、气室120、气室140及气室150的气室单元组，在xy平面上二维地配置（矩阵 状地配置）。相对于该气室单元组，虚拟气室单元130位于与气室单元组相同的xy平面上。 与此相对应，在气室阵列15中，虚拟气室单元160 (第三气室单元的其他的例子）堆积在气 室单元组上（z轴正方向，S卩，与气室单元组所属的平面垂直的方向）。根据气室阵列15,与 气室阵列10相比较，能够缩小 xy平面上的尺寸。另外，与气室阵列10相比较，在使具有与 xy平面平行的成分的光入射时，没有通过虚拟气室单元的部分，光的与xy平面平行的成分 的衰减量变少。
[0115] 图11为气室阵列15的X1-X1剖面图。在该例中，气室110及气室120具有与虚 拟气室单元160连接的贯通孔112及贯通孔122。虽然在该剖面图上未表示出来，但气室 140及气室150也具有与虚拟气室单元160连接的贯通孔。
[0116] 3-2、变形例 2
[0117] 图12为表示变形例2的贯通孔的配置的示意图。图12表示与图4同样的剖面。 在实施方式中，说明了气室阵列10具有2行2列地配置的气室的例子，但是气室的数量不 限定于此。图12表示具有3行3列地配置的气室的气室阵列。如气室阵列10那样，在与 气室组相同的面上于气室组的周边配置虚拟气室单元的结构中，当气室的数为3行3列以 上时，存在与虚拟气室单元不相邻的气室。在图12的例子中，3行3列的气室中的中央的气 室与虚拟气室单元不相邻。在此情况下，中央的气室具有与相邻的其他的气室连接的贯通 孔。在扩散工序中，碱金属气体经由该贯通孔及相邻的其他的气室进行扩散。
[0118] 3-3、变形例 3
[0119] 图13为表不变形例3的贯通孔的配置的不意图。图13表不在具有3行3列的气 室的气室阵列中，与变形例1同样地，虚拟气室单元在Z方向上积层的例子。图13表示与 图10同样的剖面。在该例中，3行3列的气室中除中央的气室以外的气室，与虚拟气室单元 不相邻。在此情况下，中央的气室以外的气室具有与中央的气室连接的贯通孔。在扩散工 序中，碱金属气体经由该贯通孔及中央的气室进行扩散。
[0120] 3-4、变形例 4
[0121] 安瓿破坏工序的具体的内容并非限定于在实施方式中说明的内容。安瓿200可以 具有热膨胀系数不同的两种材料互相粘在一起的部分。在该情况下，在安瓿破坏工序中，代 之激光照射，加热安瓿200 (容纳安瓿200的气室阵列整体）。加热时，施加因热膨胀系数的 不同安瓿200发生破坏的程度的热。
[0122] 3-5、变形例 5
[0123] 气室阵列的制造方法并非限定于在图5中举例说明的内容。也可以在图5中所示 的工序上增加其他的工序。另外，可以交换工序的顺序，或省略工序中的一部分。例如，可 以交换涂敷工序和切断工序的顺序。在此情况下，首先切断板材，在切断后，形成涂层。在 其他的例子中，在形成涂层后，可以导入将其一部分剥离的工序。在此情况下，板材中与其 他板材的接合部分的涂层被剥离。或者，也可以剥离板材中在外部露出的面的涂层。
[0124] 在其他的例子中，可以在真空下进行密封工序。在此情况下，气室在内部不具有惰 性气体，仅具有碱金属气体。
[0125] 3-6、变形例 6
[0126] 虚拟气室单元的形状并非限定于在实施方式中说明的内容。虚拟气室单元可以具 有用于保持安瓿破片的凹部。为了将对磁场测定的影响最小化，凹部例如可以设在角部分。 凹部可以在组装之前形成于板材上，也可以通过在开孔的板材上接合成为凹部的部分来形 成。另外，可以在凹部中积存粘附性的物质，以使在移动（搬运）时安瓿的破片不动。
[0127] 3-7、变形例 7
[0128] 气室的形状并非限定于在实施方式中说明的内容。在实施方式中，说明了气室的 形状为立方体的例子，但气室的形状也可以为立方体以外的多面体或者圆柱等一部分具有 曲面的形状。例如，气室可以具有当温度降低到碱金属原子凝固的温度以下时，用于积存碱 金属固体的储存槽（金属积存处）。另外，碱金属只要至少在测定时气化即可，无需一直为 气体状态。3-8、变形例8
[0129] 图14为表示变形例8的气室阵列的制造工序的流程图。在该例中，气室的内壁不 具有涂层。因此，图14的流程为自图5的流程中省略涂敷工序的流程。在此情况下，与一 个一个地向封闭的气室单元（与其他的气室单元不连结的气室单元）中容纳碱金属固体的 例子相比较，能够使气室单元内的碱金属气体的浓度更加均一。即，能够进一步地提高多个 气室的特性的均一性。另外，气室阵列具有用2片平板（上面和下面）夹住多个隔壁的构 造。与使用单独的板材来制造非阵列状的单体气室相比较，通过使用两片平板，能够提高形 状的均一性。
[0130] 3-9、变形例 9
[0131] 图15为表示变形例9的气室阵列的制造工序的流程图。在该例中，气室阵列不具 有虚拟气室单元。气室阵列的一部分通过玻璃管与储存槽连接。在储存槽中放有碱金属化 合物的固体。在步骤S210(气化工序）中，储存槽被加热。通过储存槽的加热，碱金属化合 物发生分解，产生碱金属气体。在步骤S220(扩散工序）中，碱金属气体经由玻璃管向气室 扩散。到达气室的碱金属气体经由贯通孔向各气室单元扩散。经过充足的时间后，对玻璃 管进行加热并切断，将气室密封。即便在此情况下，与一个一个地向封闭的气室单元（不与 其他气室单元连结的气室单元）中封入碱金属气体的例子相比较，也能够使气室单元内的 碱金属气体的浓度均一。即，更能够提高多个气室的特性的均一性。另外，气室阵列具有用 两片平板（上面和下面）夹住多个隔壁的构造。与使用单独的板材制造非阵列状的单体气 室相比，通过使用两片平板更能够提高形状的均一性。另外，在图15的流程中，可以省略涂 敷工序。另外，该气室阵列可以具有虚拟气室单元。
[0132] 在再一例中，本制造方法并非用于气室阵列，而是用于单体气室的制造。在此情况 下，不形成虚拟气室单元，可以将碱金属固体直接容纳于气室内（不用安瓿）。
[0133] 3-10、变形例 10
[0134] 图16为表示变形例10的气室的制造方法的流程图。在步骤S300(接合工序）中， 封装件和盖罩被接合在一起。封装件及盖罩由硼硅酸盐玻璃或石英玻璃等对碱金属有耐性 的材料形成。
[0135] 图17为封装件的剖面图。图17表示xy平面中的剖面。封装件50具有主室51、 狭窄孔52和安瓿容纳室53。主室51为填充气体的空间。安瓿容纳室53为容纳安瓿200 的空间。狭窄孔52为连接主室51和安瓿容纳室53的（使其连通）孔。在实施方式中说明 的涂层具有抑制自旋偏极状态缓和的效果，但当加大狭窄孔52的直径时，就会损害涂层的 非缓和效果。相反，当狭窄孔52的直径变小时，后述的涂敷剂的流入需要花时间。因此，考 虑两者的平衡而设计狭窄孔52的直径。即，该气室单元具有在内部形成封闭空间的壁面。 这里安瓿中的碱金属固体省略图示。
[0136] 图18为封装件及盖罩的剖面图。图18表示XZ平面的剖面（图17表示图18的 XVII-XVII剖面）。盖罩60为密封封装件50的主室51、狭窄孔52及安瓿容纳室53的盖 子。安瓿容纳室53具有能够容纳安瓿200的程度的大小及形状即可。在该例中，安瓿容纳 室53的剖面具有V字形状（楔形）。封装件50和盖罩60使用低融点玻璃进行接合，或者 通过光学粘接来接合。封装件50和盖罩60的接合在使用真空泵等将系统整体抽为真空 (减压气氛）的状态下进行。
[0137] 再参照图16。在步骤S310(涂敷工序）中进行涂敷。即，在主室51的内壁上形成 涂层。涂层由石蜡等烃类或者0TS(十八烷基三氯硅烷）等有机硅化合物形成。这些涂敷 材料在液体或者气体的状态下，经由未图示的流路流入主室51。根据制造装置的构成等，可 以设有多个流路。
[0138] 在步骤S320 (安瓶破坏工序）中破坏安瓶200。安瓶200的破坏在真空环境下进 行。安瓿的破坏例如使用激光来进行。在此情况下，以越过盖罩使焦点聚焦在安瓿200上 的方式照射激光。在安瓿200中，在照射激光的位置上开设孔。为了提高激光的吸收率，可 以在安瓿200上形成光吸收材料的膜。在其他的例子中，可以使用超短脉冲激光（照射具 有1纳秒以下的脉冲宽度的光的激光，例如微微秒激光或者飞秒激光等）。另外，安瓿200 除内包有碱金属以外，也可以内包用于抑制碱金属原子的移动速度的缓冲气体（例如稀有 气体）。
[0139] 图19为举例说明安瓿200被破坏后的状态的图。通过激光的照射，在安瓿200上 开设贯通孔201。在安瓿200内包有缓冲气体的情况下，缓冲气体经由贯通孔201向安瓿 200的外部扩散。
[0140] 再参照图16。在步骤S330(扩散工序）中碱金属扩散。通过在某温度（希望为较 之室温高的温度）下保持气室单兀一定时间，碱金属气体扩散。
[0141] 在步骤S340(气密密封工序）中，气室单元气密密封。气密密封是在真空环境下 进行。气密密封指涂敷材料的流路的密封。气密密封使用焊锡或低熔点玻璃等密封材料进 行。或者可以熔融构成气室单元（封装件50及盖罩60)的玻璃自身而进行气密密封。密 封材料的加热或者气室单元的加热可以使用激光。
[0142] 在步骤S350(饱和工序）中，使涂层吸收碱金属气体直到成为饱和状态为止。这 是由于当气室单元内的碱金属原子的数量减少时（即气室单元内的碱金属原子密度下降 时），有可能给测定结果带来影响。此时，可以对气室单元进行加热。例如，在将气室单元加 热到85°C的状态下，保管10小时。
[0143] 在例如非专利文献1的技术中，作业者需要具有熟练的玻璃工艺技术，存在不适 于工业上稳定制造的问题。但是，根据变形例10的制造方法，能够不依靠作业者的技能而 稳定地制造气室。此外，在非专利文献1的技术中，需要将用于向气室单元中导入碱金属的 配管接合到气室单元上，由于要兼顾配管的大小，有时难以制造小型的气室单元，但根据变 形例10的制造方法，也能够制造小型的气室单元。
[0144] 3-11、变形例 11
[0145] 图20为变形例11的气室阵列70的剖面图。图20表示xz平面上的剖面。用变 形例10说明了制造单一的气室单元的例子，但利用变形例10的方法可以形成具有多个气 室单元的气室单元阵列。气室阵列70具有封装件71和盖罩72。封装件71具有多个主室 711、狭窄孔712、安瓿容纳室713。邻接的两个主室711通过狭窄孔712连接。安瓿容纳室 713和与其相邻的主室711通过狭窄孔712连接。需要说明的是，在图20中，表示出仅设有 一个安瓿容纳室713的例子，但安瓿容纳室713也可以设有多个。除封装件及盖罩的形状 不同以外，制造方法与变形例10通用。
[0146] 3-12、变形例 12
[0147] 图21为变形例12的气室的剖面图。图21表示xy平面的剖面。变形例12的气 室与变形例10的气室不同，不具有安瓿容纳室。该气室具有主室51。安瓿200容纳于主室 51。除封装件及盖罩的形状不同以外，制造方法与变形例10通用。
[0148] 3-13、变形例 13
[0149] 图22为变形例13的气室的剖面图。该气室具有主室51、狭窄孔52及安瓿容纳室 53。在安瓿容纳室53中容纳有安瓿200及安瓿250。安瓿250为封入有涂敷材料的安瓿。 在该例中，在涂敷工序中破坏安瓶250。安瓶250的破坏与安瓶200的情况相同地进行。除 此以外的方面，与变形例10是一样的。
[0150] 3-14、变形例 14
[0151] 安瓿的破坏并非限定于激光的照射。也可以通过给予力学上的冲击或振动，使安 瓿200冲击安瓿容纳室53的内壁，将安瓿破坏。在其他的例子中，给安瓿200供给以使其 产生热应力的热，通过该热应力将安瓿200破坏。
[0152] 3-15、变形例 15
[0153] 图23为变形例15的气室的剖面图。图23表示xz平面的剖面。该气室具有主室 51及碱金属容纳室54。在变形例15中，不使用安瓿200。碱金属容纳室54为设于封装件 50的空间（室）。在气室的制造时刻关闭该空间。在碱金属容纳室54中放置有碱金属固 体。
[0154] 图24为表示变形例15的气室的制造方法的流程图。在步骤S300(接合工序）中， 封装件和盖罩被接合在一起。在步骤S310(涂敷工序）中进行涂敷。在步骤S420(容纳室 破坏工序）中，破坏碱金属容纳室54,更具体地说，破坏主室51和碱金属容纳室54之间的 壁面。碱金属容纳室54的破坏与安瓿200的破坏同样，通过例如激光的照射进行。在步骤 S330(扩散工序）中，碱金属扩散。在步骤S340(气密密封工序）中，气密密封气室单元。 在步骤S350(饱和工序）中，使涂层吸收碱金属气体直到成为饱和状态为止。需要说明的 是，在该例中，可以在封装件上设有容纳涂敷材料用的涂敷材料容纳室。在此情况下，在涂 敷工序中，破坏涂敷材料容纳室。
[0155] 3-16、变形例 16
[0156] 代之基于激光照射进行的贯通孔形成，可以使用通过光照射产生热应力，利用该 热应力来割断安瓿200的工艺。根据该方法，与通过光照射形成贯通孔的情况相比较，有时 脱气体（在工序中从玻璃等中放出的气体）减少，传感器的特性提高。在此情况下，可以使 用具有纳秒以下的脉冲宽度的激光。进而，由于使安瓿200的割断变得容易，因而可以在安 瓿200上形成应力集中部（例如，伤）。
[0157] 在上述实施方式及变形例中，说明了向气室导入碱金属原子时，主要在气体（气 态）状态下导入的例子。但是，向气室导入碱金属原子时的状态并非限于气体。碱金属原 子在固体、液体或气体中的任意状态下导入气室都是可以的。另外，可以代之安瓿而使用密 封容器。
【权利要求】
1. 一种气室的制造方法，其特征在于，具有： 将封装件和盖罩接合而形成主室的接合工序； 在所述主室的内壁形成涂层的涂敷工序； 向所述主室内填充碱金属气体的填充工序。
2. 如权利要求1所述的气室的制造方法，其特征在于， 在所述接合工序中，还形成狭窄孔以及经由所述狭窄孔与所述主室连通的安瓿容纳 室。
3. 如权利要求2所述的气室的制造方法，其特征在于， 在所述接合工序和所述涂敷工序之间，将在内部封入有碱金属固体的安瓿配置于安瓿 容纳室。
4. 如权利要求3所述的气室的制造方法，其特征在于， 所述填充工序包括破坏所述安瓶的安瓶破坏工序。
5. 如权利要求4所述的气室的制造方法，其特征在于， 所述填充工序在安瓿破坏工序之后包括扩散碱金属气体的扩散工序。
6. -种磁测定装置的制造方法，其特征在于，具有： 将封装件和盖罩接合而形成主室的接合工序； 在所述主室的内壁形成涂层的涂敷工序； 向所述主室内填充碱金属气体的填充工序。
7. -种气室，其特征在于，具有： 主室； 狭窄孔； 经由所述狭窄孔与所述主室连通的安瓿容纳室； 被气密封闭于所述主室内的碱金属气体。
8. 如权利要求7所述的气室，其特征在于， 在所述主室的内壁形成有涂层。
9. 一种磁测定装置，其特征在于， 具有权利要求7或8所述的气室。
【文档编号】A61B5/00GK104188626SQ201410439248
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2012年2月13日 优先权日:2011年2月16日
【发明者】长坂公夫, 菊原和通 申请人:精工爱普生株式会社