基于旋转跃迁的时钟、旋转光谱室及其制作方法技术

所描述的实例包含毫米波原子时钟设备(100)，芯片级蒸汽室(101)及制造方法，其中低压力偶极分子气体提供在具有形成波导的导电内部表面(103b，104)的密封腔中。非导电孔(108a，108b)提供到所述腔的电磁入口及离开所述腔的出口。形成在所述蒸汽室(101)的外表面上在所述相应非导电孔(108a，108b)附近的导电耦合结构(110a，110b)将电磁场耦合到所述腔的内部，用于使用收发器电路(130)以最大化所述腔(103)中的所述偶极分子气体的旋转跃迁吸收的频率来询问所述蒸汽室(101)，以提供用于原子时钟或其它应用的参考时钟信号REFCLK。

Clock and rotating spectral chamber based on rotational transition and manufacturing method thereof

Examples described include millimeter wave atomic clock device (100), chip level steam chamber (101) and the manufacturing method, the low pressure gas provides a conductive molecular dipole is formed on the surface of the internal waveguide in (103b, 104) of the seal cavity. The non-conductive aperture (108a, 108b) provides the electromagnetic entrance to the cavity and the exit from the cavity. Formed in the steam chamber (101) on the outer surface of the corresponding non conducting holes (108a, 108b) conductive coupling structure near the (110A, 110b) of the electromagnetic field coupling to the inside of the chamber, for the use of the transceiver circuitry (130) to maximize the absorption cavity (103) rotational transition the molecular dipole gas in the frequency to interrogate the steam chamber (101), to provide a reference clock signal REFCLK atomic clock or other applications.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于旋转跃迁的时钟、旋转光谱室及其制作方法
本专利技术大体上涉及蒸汽室，且更特定来说涉及基于旋转跃迁的时钟、其蒸汽室及制造方法。
技术介绍
原子时钟使用碱金属蒸汽的电子跃迁的频率作为频率参考。碱金属气体(例如铯、铷或具有在外壳中的单个电子的其它原子)在几百GHz(约800到900nm的光学波长)的非常高的离散频率下经历光学跃迁。原子时钟通过在包含跃迁频率的带宽上光学询问气体来确定汽化的碱性原子的电子跃迁的频率，其中在跃迁频率下检测的吸收识别时钟的绝对频率参考。芯片级碱性蒸汽原子时钟通常使用光学透明度峰值(例如，相干群体捕集)与吸收无效(非相干微波泵浦)相抵消，以锁定参考频率。然而，此类电子跃迁时钟需要激光光源的热稳定性，并且电子跃迁蒸汽室本身需要稳定的气体温度，因此通常包含加热电路。电子跃迁时钟包含调制器来调制激光信号，且操作具有多个复杂的电子控制环路。此外，电子跃迁原子时钟通常具有围绕室或其它磁屏蔽的线圈以屏蔽外部磁场，借此在屏蔽内的物理室处提供相对恒定的磁场，以破坏基态塞曼电平的简并性。因此，电子跃迁时钟遭受用于包含激光器、调制器、光电检测器及其它光学组件(例如准直器、隔离器、偏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时钟设备，其包括：蒸汽室，其包含：腔，其包含具有导电内部腔表面的密封内部，在所述内部腔表面中的用于提供到所述腔的电磁场入口的第一非导电孔，及在所述内部腔表面中与所述第一非导电孔间隔的用于提供离开所述腔的电磁场出口的第二非导电孔，在所述腔的所述密封内部内的偶极分子气体，第一导电耦合结构，其形成在所述蒸汽室的外表面上接近所述第一非导电孔处，及第二导电耦合结构，其形成在所述蒸汽室的所述外表面上接近所述第二非导电孔处；以及收发器电路，其用于向所述第一导电耦合结构提供交替电输出信号以用于将电磁场耦合到所述腔的所述内部，用于从所述第二导电耦合结构接收表示从所述腔接收的所述电磁场的交替电输入信号，用于选...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.31 US 14/674,1971.一种时钟设备，其包括：蒸汽室，其包含：腔，其包含具有导电内部腔表面的密封内部，在所述内部腔表面中的用于提供到所述腔的电磁场入口的第一非导电孔，及在所述内部腔表面中与所述第一非导电孔间隔的用于提供离开所述腔的电磁场出口的第二非导电孔，在所述腔的所述密封内部内的偶极分子气体，第一导电耦合结构，其形成在所述蒸汽室的外表面上接近所述第一非导电孔处，及第二导电耦合结构，其形成在所述蒸汽室的所述外表面上接近所述第二非导电孔处；以及收发器电路，其用于向所述第一导电耦合结构提供交替电输出信号以用于将电磁场耦合到所述腔的所述内部，用于从所述第二导电耦合结构接收表示从所述腔接收的所述电磁场的交替电输入信号，用于选择性地调整所述电输出信号的频率以减小所述电输入信号，以及用于以所述电输出信号的所述频率提供参考时钟信号。2.根据权利要求1所述的时钟设备，其中所述腔沿大体上线性轴从第一端延伸到第二端，其中所述第一非导电孔接近所述第一端，且其中所述第二非导电孔接近所述第二端。3.根据权利要求1所述的时钟设备，其中所述腔沿非线性轴从第一端延伸到第二端，其中所述第一非导电孔接近所述第一端，且其中所述第二非导电孔接近所述第二端。4.根据权利要求1所述的时钟设备，其中所述腔包含在所述内部腔表面中与所述第一非导电孔间隔的用于提供到所述腔的另一电磁场入口的第三非导电孔，及在所述内部腔表面中与所述第二非导电孔间隔的用于提供离开所述腔的另一电磁场出口的第四非导电孔；其中所述第一导电耦合结构接近所述第一及第三非导电；且其中所述第二导电耦合结构接近所述第二及第四非导电孔。5.根据权利要求1所述的时钟设备，其包括至少一个导电电子带隙结构，所述至少一个导电电子带隙结构形成在所述蒸汽室的所述外表面上与所述第一及第二导电耦合结构间隔并在所述第一及第二导电耦合结构之间，用于使沿所述蒸汽室的所述外表面耦合的电磁波衰减。6.根据权利要求1所述的时钟设备，其中所述收发器电路包含：信号产生器，其具有与所述第一导电耦合结构电耦合的输出，用于向所述第一导电耦合结构提供所述交替电输出信号，且以所述电输出信号的所述频率提供所述时钟信号；锁定放大器，其具有与所述第二导电耦合结构电耦合的输入，用于接收所述交替电输入信号并提供表示所述电输入信号与所述电输出信号之间的差的误差信号；以及环路滤波器，其用于接收所述误差信号并向所述信号产生器提供控制输出信号，用于选择性地调整所述电输出信号的所述频率，以将所述电输出信号的所述频率维持在所述腔的所述密封内部内的所述偶极分子气体的峰值吸收频率。7.根据权利要求1所述的时钟设备，其中所述蒸汽室包含：第一衬底，其包含第一侧、从所述第一侧向内延伸的至少一个腔侧壁，及腔底部；以及第二衬底，其包含第一侧及包含腔顶部的第二侧，所述第二衬底的所述第二侧安装到所述第一衬底的所述第一侧，以形成包含所述密封内部的所述腔，所述密封内部具有至少部分沿所述至少一个腔侧壁、所述腔底部及所述第二衬底的所述第二侧延伸的所述导电内部腔表面；其中所述第一及第二非导电孔形成在所述内部腔表面中所述第二衬底的所述第二侧上，用于分别提供所述电磁场入口及出口；且其中所述第一及第二导电耦合结构形成在所述第二衬底的所述第一侧上。8.根据权利要求1所述的时钟设备，其中所述偶极分子气体在所述腔的所述密封内部内处于约1毫巴或更小的压力。9.根据权利要求8所述的时钟设备，其中所述偶极分子气体在所述腔的所述密封内部内处于约0.1毫...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡安·亚力杭德罗·赫布佐默，本杰明·S·库克，菲利普·纳多，西蒙·乔舒亚·雅各布斯，蒂亚戈·厄尔·特朗布利，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：美国,US