| 芯片级原子器件MEMS碱金属蒸气腔室制作 |
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| 引用本文： | 尤政,马波,阮勇,陈硕,张高飞.芯片级原子器件MEMS碱金属蒸气腔室制作[J].光学精密工程,2013,21(6). |
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| 作者姓名： | 尤政 马波 阮勇 陈硕 张高飞 |
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| 作者单位： | 清华大学精密仪器与机械学系,北京,100084 |
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| 基金项目： | 高等学校博士学科点专项科研基金新教师基金资助项目，精密测试技术及仪器国家重点实验室基金 |
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| 摘 要： | 提出了基于两步低温阳极键合工艺的碱金属蒸气腔室制作方法,用于实现原子钟、原子磁力计及原子陀螺仪等器件的芯片级集成.由微机电系统(MEMS)体硅工艺制备了腔室结构.首先采用标准工艺将刻蚀有腔室的硅圆片与Pyrex玻璃阳极键合成预成型腔室,然后引入氮缓冲气体和由惰性石蜡包覆的微量碱金属铷或铯.通过两步阳极键合来密封腔室,键合温度低于石蜡燃点198℃.第一步键合预封装腔室,键合电压小于缓冲气体的击穿电压.第二步键合在大气氛围中进行,电压增至1 200 V来增强封装质量.通过高功率激光器局部加热释放碱金属,同时在腔壁上形成均匀的石蜡镀层以延长极化原子寿命.本文实现了160℃的低温阳极键合封装,键合率达到95％以上.封装的碱金属铷释放后仍具有金属光泽,实现的最小双腔室体积为6.5 mm×4.5 mm×2 mm.铷的吸收光谱表明铷有效地封装在腔室中,证明两步低温阳极键合工艺制作碱金属蒸气腔室是可行的.
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| 关 键 词： | 微机电系统 阳极键合 原子蒸气腔室 碱金属封装 芯片级原子器件 |
Microfabrication of MEMS alkali metal vapor cells for chip-scale atomic devices |
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| YOU Zheng
,
MA Bo
,
RUAN Yong
,
CHEN Shuo
,
ZHANG Gao-fei.Microfabrication of MEMS alkali metal vapor cells for chip-scale atomic devices[J].Optics and Precision Engineering,2013,21(6). |
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| Authors: | YOU Zheng MA Bo RUAN Yong CHEN Shuo ZHANG Gao-fei |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Micro-electromechanical System(MEMS) anodic bonding atomic vapor cell alkali metal packet chip-scale atomic device |
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