芯片原子钟的集成反射型气室设计、制造和测试

作     者：王涛龙 

作者机构：中北大学微纳器件与系统教育部重点实验室 成都天奥电子股份有限公司 

出 版 物：《中国激光》 (Chinese Journal of Lasers)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目资助(62301509,62304209) 山西省基础研究计划资助(202203021222079、20210302123203) 

主　　题：芯片原子钟 碱金属气室 湿法腐蚀 微机电系统 

摘      要：芯片原子钟由于其低功耗和低成本的优势受到越来越多的关注，进一步提高芯片原子钟的集成度已成为主要的趋势。因为需要利用它的低功耗微型化优势应用在海洋物探方面，而微加工原子气室的光学元件分立已成为实现芯片原子钟小型化的主要障碍。本研究提出一种基于湿法腐蚀的超紧凑片上单腔原子气室方案，在碱性溶液中添加一些表面活性剂通过各向异性腐蚀形成的平坦的45°镜面，通过基于蒸发的方式填充的铯原子和基本的微加工工艺实现低成本的制作6 mm的单腔原子气室。测试得到所提出的新型原子气室频率稳定度为1.23E-10@1s。结果表明，与传统微加工的垂直式原子气室相比，反射型原子气室的短期频率稳定度满足要求且与封装系统兼容。