CPT原子鐘的微型原子泡加工工藝綜述

荊彥鋒，閆樹斌，秦麗，任小紅

?

CPT原子鐘的微型原子泡加工工藝綜述

荊彥鋒1,2，閆樹斌1，秦麗1，任小紅1

（1. 中北大學電子測試技術國家重點實驗室 儀器科學與動態測試教育部重點實驗室，太原 030051；2. 長治醫學院，山西 長治 046000）

原子泡是CPT(相干布居囚禁)原子鐘物理部分的主體，對于微型原子鐘而言，傳統的吹玻璃法已不再適用，必須用新的技術和方法來設計加工原子泡。介紹了利用MEMS（微機電系統）技術結合吹玻璃法、空心光纖嵌套法和MEMS方法加工微型原子泡的工藝以及堿金屬原子和緩沖氣體的幾種常見的注入方法。

微型原子鐘；原子泡；堿金屬；緩沖氣體

原子鐘除可提供時間頻率服務外，還可廣泛應用于導航定位、通訊、導彈和衛星的控制、天文觀測、大地測量、精密儀器儀表的校準、電網調節乃至高速交通管理等技術領域。全球定位系統（GPS），其控制核心便是原子鐘。一方面，沒有原子鐘，要遠距離定位到幾十米、幾米甚至幾厘米，根本無法想象；另一方面，現在的寬帶網絡也要用原子鐘作為時間頻率標準，網絡頻帶愈寬，上網速度愈快，對用作頻標的原子鐘性能的相應要求愈高。現代的通訊技術和高精度定位的發展，勢必要求頻標儀器具備更高的頻率穩定性，更低的功耗以及更小的體積。由于不需要微波共振腔，基于相干布居囚禁（CPT，coherent population trapping）原理的原子鐘可以做成芯片級的微型原子鐘。隨著原子鐘尺寸的減小，必須相應地加工制造出與之相適應的微型原子泡。……