用于集成光学原子传感器的系统和方法技术方案

本发明专利技术题为“用于集成光学原子传感器的系统和方法”。本发明专利技术提供了用于集成光学原子传感器的系统和方法。在一个实施方案中，光学原子传感器包括：第一光子集成电路和第二光子集成电路以及定位在光子集成电路之间并且粘结到光子集成电路的原子捕集室，其中集成电路彼此平行对准；以及原子蒸气，原子蒸气密封在所述室内；其中第一光子集成电路和第二光子集成电路各自包括：多个光栅发射器，多个光栅发射器被制造到第一光子集成电路波导和第二光子集成电路波导的相应表面中，第一光子集成电路波导和所述第二光子集成电路波导被配置为将来自激光光源的激光耦合到光栅发射器；其中至少一组光栅发射器被布置成以一定样式将激光束发射到室中，样式被构造成冷却蒸气并产生至少一个原子捕集器；其中光栅发射器还包括被配置为将激光探头发射到蒸气中的至少一个光栅发射器。

【技术实现步骤摘要】
用于集成光学原子传感器的系统和方法
技术介绍
目前，本领域中的光学原子传感器利用在经激光冷却的原子的集合中发生的原子跃迁，以便实现仪器诸如用于感测和测量惯性力的惯性传感器，或仪器诸如用于测量局部时间流逝的时钟。通过使用在光学频率范围内的激光操作，此类传感器在精度和准确性方面表现出显著的性能飞跃，其可能在导航、通信或利用这些传感器的其他设备中提供相应的益处。然而，在充分利用此类传感器的潜力方面存在障碍，并且在大规模生产方面存在挑战。例如，光学原子传感器需要许多激光束在包含原子蒸气的超高真空室内彼此精确相交。激光束的参数(诸如高斯参数(腰位置和发散角))和偏振需要在许多不同光束之间精确匹配。目前，这些对准和参数在实验室环境中使用块状光学部件(例如，透镜、反射镜、偏振器、其他自由空间光学元件等)来实现，这些块状光学部件的尺寸相对较大并且需要系统的每个部件的繁琐且耗时的对准。因此，在适应和缩放这些传感器以用于紧凑批量生产的装置方面仍存在挑战。出于上述原因以及对于本领域技术人员在阅读和理解说明书后将变得显而易见的下述其他原因，本领域需要用于集成光学原子传感器的系统和方法。...

【技术保护点】
1.一种光学原子传感器(100)，所述传感器(100)包括：/n第一光子集成电路(110)；/n第二光子集成电路(112)；和/n原子捕集室(114)，所述原子捕集室(114)定位在所述第一光子集成电路(110)和所述第二光子集成电路(112)之间并且粘结到所述第一光子集成电路(110)和所述第二光子集成电路(112)，其中所述第一光子集成电路(110)和所述第二光子集成电路(112)彼此平行对准；和/n原子蒸气样品(105)，所述原子蒸气样品(105)密封在所述原子捕集室(114)内；/n其中所述第一光子集成电路(110)和所述第二光子集成电路(112)各自包括：/n多个光栅发射器(120)...

【技术特征摘要】
20190604 US 16/431,3601.一种光学原子传感器(100)，所述传感器(100)包括：
第一光子集成电路(110)；
第二光子集成电路(112)；和
原子捕集室(114)，所述原子捕集室(114)定位在所述第一光子集成电路(110)和所述第二光子集成电路(112)之间并且粘结到所述第一光子集成电路(110)和所述第二光子集成电路(112)，其中所述第一光子集成电路(110)和所述第二光子集成电路(112)彼此平行对准；和
原子蒸气样品(105)，所述原子蒸气样品(105)密封在所述原子捕集室(114)内；
其中所述第一光子集成电路(110)和所述第二光子集成电路(112)各自包括：
多个光栅发射器(120)，所述多个光栅发射器(120)被制造到所述第一光子集成电路(110)和所述第二光子集成电路(112)的相应表面中；
波导(122)系统，所述波导(...

【专利技术属性】
技术研发人员：查德·霍伊特，查德·费尔蒂希，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US