CN109561528B - 原子气室加热芯片 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种原子气室加热芯片，第一电极引入电流，经过第一加热层后，通过第一通孔进入第二加热层，进而从第二电极流出，形成一个电流的链路。由于加热层第一结构、加热层第二结构与第一连接结构形成的链路结构与加热层第三结构、加热层第四结构以及第二连接结构形成的链路结构相同，但是通过第一加热层与第二加热层的电流反向，可以把磁场抵消，实现无磁环境。通过原子气室加热芯片结构设置，调节薄膜电阻率，薄膜线条长度、薄膜厚度以及线条宽度可以使得第一加热层与第二加热层的结构获得大电阻。并且可以通过调整第一加热层与第二加热层结构的线宽和间距实现均匀加热，可以保证原子气室的温度均匀、稳定，且可以有效地避免磁干扰的问题。

Description

原子气室加热芯片

技术领域

本申请涉及原子气室领域，特别是涉及一种原子气室加热芯片。

背景技术

随着科学技术的发展，在芯片级原子钟、芯片级磁力计等芯片原子气室作为关键部件的系统中，芯片原子气室需要透明加热但需无磁，需要使用无磁加热芯片。垂直共振腔表面放射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL)和原子气室的温度对芯片级原子钟和芯片级磁力计的稳定产生很大的影响。原子气室需要在80℃～100℃范围之间的一个稳定的温度下工作，从而可以获得高密度碱金属蒸汽。

并且，当VCSEL激光器的光束通过玻璃/硅/玻璃三层结构构成的碱金属原子气室后，在后置的探测器上获得吸收谱，磁场会影响吸收谱，所以需要无磁环境。但是，传统的原子气室加热芯片及温控系统体积偏大、功耗较高，且加热不均匀，从而限制了芯片级原子钟以及芯片级磁力计等器件的应用。

发明内容

基于此，有必要针对传统的原子气室加热芯片及温控系统体积偏大、功耗较高、加热不均匀的问题，提供一种无磁均匀加热的原子气室加热芯片。

本申请提供一种原子气室加热芯片包括第一加热层、第二加热层以及第一绝缘层。所述第一加热层包括加热层第一结构、加热层第二结构以及第一连接结构。所述加热层第一结构与所述加热层第二结构对称设置，所述第一连接结构的一端与所述加热层第一结构连接，所述第一连接结构的另一端与所述加热层第二结构连接，用以将所述加热层第一结构、所述加热层第二结构与所述第一连接结构形成一个链路。远离所述第一连接结构的所述加热层第一结构的一端设置有第一连接端，远离所述第一连接结构的所述加热层第二结构的一端设置有第二连接端，所述第二连接端的长度大于所述第一连接端的长度，用以引出所述第一加热层的第一电极。

所述第二加热层包括加热层第三结构、加热层第四结构以及第二连接结构，所述加热层第三结构与所述加热层第一结构的结构相同。所述加热层第四结构与所述加热层第二结构的结构相同，所述第一连接结构与所述第二连接结构的结构相同，所述加热层第三结构与所述加热层第四结构对称设置，所述第二连接结构的一端与所述加热层第三结构连接，所述第二连接结构的另一端与所述加热层第四结构连接，用以将所述加热层第三结构、所述加热层第四结构以及所述第二连接结构形成一个链路。远离所述第二连接结构的所述加热层第三结构的一端设置有第三连接端，远离所述第二连接结构的所述加热层第四结构的一端设置有第四连接端，所述第三连接端与所述第一连接端的结构相同，所述第四连接端的长度大于所述第三连接端，且所述第四连接端与所述第二连接端的结构不同，用以引出所述第二加热层的第二电极。

所述第一绝缘层设置于所述第一加热层与所述第二加热层之间，用以隔离开所述第一加热层与所述第二加热层，使得所述第一加热层、所述第一绝缘层以及所述第二加热层层叠设置。所述第一绝缘层包括绝缘层第一结构、绝缘层第二结构以及第三连接结构，所述绝缘层第一结构与所述加热层第一结构的结构相同，所述绝缘层第二结构与所述加热层第二结构的结构相同，所述第三连接结构与所述第一连接结构的结构相同，所述绝缘层第一结构与所述绝缘层第二结构对称设置，所述第三连接结构的一端与所述绝缘层第一结构连接，所述第三连接结构的另一端与所述绝缘层第二结构连接，用以将所述绝缘层第一结构、所述绝缘层第二结构以及所述第三连接结构形成一个链路。远离所述第三连接结构的所述绝缘层第一结构的一端设置有第五连接端，远离所述第三连接结构的所述绝缘层第二结构的一端设置有第六连接端，所述第五连接端与所述第一连接端的结构相同，且所述第五连接端设置有第一通孔，用以将所述第一加热层与所述第二加热层连接，所述第六连接端用以将所述第四连接端与所述第二连接端的重合部位进行绝缘，引出所述第一电极与所述第二电极。

在其中一个实施例中，所述加热层第一结构、所述加热层第二结构以及所述第一连接结构包围形成一个开放的第一空间。所述加热层第三结构、所述加热层第四结构以及所述第二连接结构包围形成一个开放的第二空间。所述绝缘层第一结构、所述绝缘层第二结构以及所述第三连接结构包围形成一个开放的第三空间。

在其中一个实施例中，所述原子气室加热芯片还包括第一测温层，所述第一测温层设置于所述第一空间内，且所述第一测温层与所述第一加热层之间设置有间隔。

在其中一个实施例中，所述第一测温层包括第一U型测温结构、测温层第一连接端以及测温层第二连接端。所述测温层第一连接端设置于所述第一U型测温结构的一端。所述测温层第二连接端设置于所述第一U型测温结构的另一端，且所述测温层第一连接端的长度大于所述测温层第二连接端，用以引出所述第一测温层的第一测温层电极。

在其中一个实施例中，所述原子气室加热芯片还包括第二测温层，所述第二测温层设置于所述第二空间内，且所述第二测温层与所述第二加热层之间设置有间隔。

在其中一个实施例中，所述第二测温层包括第二U型测温结构、测温层第三连接端以及测温层第四连接端。所述第二U型测温结构与所述第一U型测温结构的结构相同。所述测温层第三连接端设置于所述第二U型测温结构的一端。所述测温层第四连接端设置于所述第二U型测温结构的另一端，且所述测温层第二连接端与所述测温层第四连接端的结构相同，所述测温层第三连接端的长度大于所述测温层第四连接端，所述测温层第三连接端与所述测温层第一连接端的结构不同，用以引出所述第二测温层的第二测温层电极。

在其中一个实施例中，所述原子气室加热芯片还包括第二绝缘层，所述第二绝缘层设置于所述第一测温层与所述第二测温层之间，用以隔离开所述第一测温层与所述第二测温层，使得所述第一测温层、所述第二绝缘层以及所述第二测温层层叠设置，且所述第二绝缘层设置于所述第三空间内，所述第二绝缘层与所述第一绝缘层之间设置有间隔。

在其中一个实施例中，所述第二绝缘层包括U型绝缘结构、绝缘层第一连接端以及绝缘层第二连接端。所述U型绝缘结构与所述第二U型测温结构的结构相同。所述绝缘层第一连接端设置于所述U型绝缘结构的一端。所述绝缘层第二连接端设置于所述U型绝缘结构的另一端，且所述绝缘层第二连接端与所述绝缘层第一连接端的结构相同，所述绝缘层第二连接端与所述测温层第四连接端的结构相同，所述绝缘层第二连接端设置有第二通孔，用以将所述第一测温层与所述第二测温层连接，所述绝缘层第一连接端用以将所述测温层第三连接端与所述测温层第二连接端的重合部位进行绝缘，引出所述第一测温层电极与所述第二测温层电极。

在其中一个实施例中，所述第一测温层、所述第二绝缘层以及所述第二测温层层叠设置，共同包围形成一个开放的第四空间。

在其中一个实施例中，所述第一加热层与所述第二加热层为掺锡氧化铟薄膜，所述加热层第一结构与所述加热层第二结构为蛇形结构，所述加热层第三结构与所述加热层第四结构为蛇形结构，所述绝缘层第一结构与所述绝缘层第二结构为蛇形结构。

本申请提供一种原子气室加热芯片，所述第一加热层与所述第二加热层关于所述第一绝缘层对称。所述第一电极引入I+电流，经过所述第一加热层后，通过所述第一通孔进入所述第二加热层，进而从所述第二电极流出I-，形成一个电流的链路。由于所述加热层第一结构、所述加热层第二结构与所述第一连接结构形成的链路结构与所述加热层第三结构、所述加热层第四结构以及所述第二连接结构形成的链路结构相同，但是通过所述第一加热层与所述第二加热层的电流反向，可以把磁场抵消，实现无磁环境。

其中，所述第一加热层与所述第二加热层为掺锡氧化铟薄膜，所述加热层第一结构与所述加热层第二结构为蛇形结构，所述加热层第三结构与所述加热层第四结构为蛇形结构，所述绝缘层第一结构与所述绝缘层第二结构为蛇形结构。通过所述蛇形结构的设置，调节薄膜电阻率，薄膜线条长度、薄膜厚度以及线条宽度可以使得所述第一加热层与所述第二加热层的结构获得大电阻。并且可以通过调整所述第一加热层与所述第二加热层结构的线宽和间距实现均匀加热，可以保证原子气室的温度均匀、稳定，且可以有效地避免磁干扰的问题。

附图说明

图1为本申请提供的原子气室加热芯片的结构示意图；

图2为本申请提供的原子气室加热芯片的第一加热层、第二加热层以及第一绝缘层的叠加结构示意图；

图3为本申请提供的原子气室加热芯片的第一加热层的结构示意图；

图4为本申请提供的原子气室加热芯片的第二加热层的结构示意图；

图5为本申请提供的原子气室加热芯片的第一绝缘层的结构示意图；

图6为本申请提供的一个实施例中原子气室加热芯片的结构示意图；

图7为本申请提供的原子气室加热芯片的第一测温层、第二测温层以及第二绝缘层的叠加结构示意图；

图8为本申请提供的原子气室加热芯片的第一加热层与第一测温层的结构示意图；

图9为本申请提供的原子气室加热芯片的第一测温层的结构示意图；

图10为本申请提供的原子气室加热芯片的第二加热层与第二测温层的结构示意图；

图11为本申请提供的原子气室加热芯片的第二测温层的结构示意图；

图12为本申请提供的原子气室加热芯片的第一绝缘层与第二绝缘层的结构示意图；

图13为本申请提供的原子气室加热芯片的第二绝缘层的结构示意图。

附图标记说明

原子气室加热芯片100、第一加热层10、加热层第一结构110、加热层第二结构120、第一连接结构130、第一连接端111、第二连接端121、第一电极140、第二加热层20、加热层第三结构210、加热层第四结构220、第二连接结构230、第三连接端211、第四连接端221、第二电极240、第一绝缘层30、绝缘层第一结构310、绝缘层第二结构320、第三连接结构330、第五连接端311、第六连接端321、第一通孔340、第一空间410、第二空间420第三空间430、第一测温层50、第一U型测温结构510、测温层第一连接端520、测温层第二连接端530、第一测温层电极540、第二测温层60、第二U型测温结构610、测温层第三连接端620、测温层第四连接端630、第二测温层电极640、第二绝缘层70、U型绝缘结构710、绝缘层第一连接端720、绝缘层第二连接端730、第二通孔740、第四空间80。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参见图1-5，本申请提供一种原子气室加热芯片100包括第一加热层10、第二加热层20以及第一绝缘层30。所述第一加热层10包括加热层第一结构110、加热层第二结构120以及第一连接结构130。所述加热层第一结构110与所述加热层第二结构120对称设置。所述第一连接结构130的一端与所述加热层第一结构110连接，所述第一连接结构130的另一端与所述加热层第二结构120连接，用以将所述加热层第一结构110、所述加热层第二结构120与所述第一连接结构130形成一个链路。远离所述第一连接结构130的所述加热层第一结构110的一端设置有第一连接端111。远离所述第一连接结构130的所述加热层第二结构120的一端设置有第二连接端121，所述第二连接端121的长度大于所述第一连接端111的长度，用以引出所述第一加热层10的第一电极140。

所述第二加热层20包括加热层第三结构210、加热层第四结构220以及第二连接结构230。所述加热层第三结构210与所述加热层第一结构110的结构相同，所述加热层第四结构220与所述加热层第二结构120的结构相同，所述第一连接结构130与所述第二连接结构230的结构相同。所述加热层第三结构210与所述加热层第四结构220对称设置，所述第二连接结构230的一端与所述加热层第三结构210连接，所述第二连接结构230的另一端与所述加热层第四结构220连接，用以将所述加热层第三结构210、所述加热层第四结构220以及所述第二连接结构230形成一个链路。远离所述第二连接结构230的所述加热层第三结构210的一端设置有第三连接端211，远离所述第二连接结构230的所述加热层第四结构220的一端设置有第四连接端221。所述第三连接端211与所述第一连接端111的结构相同，所述第四连接端221的长度大于所述第三连接端211，且所述第四连接端221与所述第二连接端121的结构不同，用以引出所述第二加热层20的第二电极240。

所述第一绝缘层30设置于所述第一加热层10与所述第二加热层20之间，用以隔离开所述第一加热层10与所述第二加热层20，使得所述第一加热层10、所述第一绝缘层30以及所述第二加热层20层叠设置。所述第一绝缘层30包括绝缘层第一结构310、绝缘层第二结构320以及第三连接结构330。所述绝缘层第一结构310与所述加热层第一结构110的结构相同，所述绝缘层第二结构320与所述加热层第二结构120的结构相同，所述第三连接结构330与所述第一连接结构130的结构相同。所述绝缘层第一结构310与所述绝缘层第二结构320对称设置，所述第三连接结构330的一端与所述绝缘层第一结构310连接，所述第三连接结构330的另一端与所述绝缘层第二结构320连接，用以将所述绝缘层第一结构310、所述绝缘层第二结构320以及所述第三连接结构330形成一个链路。

远离所述第三连接结构330的所述绝缘层第一结构310的一端设置有第五连接端311，远离所述第三连接结构330的所述绝缘层第二结构320的一端设置有第六连接端321。所述第五连接端311与所述第一连接端111的结构相同，且所述第五连接端311设置有第一通孔340，用以将所述第一加热层10与所述第二加热层20连接。所述第六连接端321用以将所述第四连接端221与所述第二连接端121的重合部位进行绝缘，引出所述第一电极140与所述第二电极240。

其中，所述加热层第一结构110、所述加热层第二结构120与所述第一连接结构130形成的链路结构、所述加热层第三结构210、所述加热层第四结构220以及所述第二连接结构230形成的链路以及所述绝缘层第一结构310、所述绝缘层第二结构320以及所述第三连接结构330形成的链路结构相同。从而，可以使得所述第一加热层10与所述第二加热层20关于所述第一绝缘层30对称。

同时，所述第一绝缘层30的所述第五连接端311设置有所述第一通孔340，可以使得所述第一加热层10与所述第二加热层20实现上下层电学连接。并且，通过所述第一加热层10引出的所述第一电极140与所述第二加热层20引出的所述第二电极240可以实现电流的流入与流出。具体地，所述第一电极140引入I+电流，经过所述第一加热层10后，通过所述第一通孔340进入所述第二加热层20，进而从所述第二电极240流出I-，形成一个电流的链路。由于所述加热层第一结构110、所述加热层第二结构120与所述第一连接结构130形成的链路结构与所述加热层第三结构210、所述加热层第四结构220以及所述第二连接结构230形成的链路结构相同，但是通过所述第一加热层10与所述第二加热层20的电流反向，可以把磁场抵消，实现无磁环境。

其中，所述第一加热层10与所述第二加热层20为掺锡氧化铟薄膜，所述加热层第一结构110与所述加热层第二结构120为蛇形结构，所述加热层第三结构210与所述加热层第四结构220为蛇形结构，所述绝缘层第一结构310与所述绝缘层第二结构320为蛇形结构。通过所述蛇形结构的设置，调节薄膜电阻率ρ，薄膜线条长度L、薄膜厚度t以及线条宽度W可以使得所述第一加热层10与所述第二加热层20的结构获得大电阻。并且可以通过调整所述第一加热层10与所述第二加热层20结构的线宽和间距实现均匀加热。所述第一绝缘层30可以采用经过特殊设计的氮化硅或氧化硅，使得具有增透效果。同时，掺锡氧化铟(IndiumTin Oxide，ITO)具有透光性高、升温快、产热均匀、加热面积大、引入磁场小的特点。由于ITO在可见光区域的透过率高，当所述原子气室加热芯片100应用于原子气室时，整个区域都可以作为光线透过区域和气室工作区域。

并且所述加热层第一结构110、所述加热层第二结构120、所述加热层第三结构210、所述加热层第四结构220、所述绝缘层第一结构310以及所述绝缘层第二结构320为蛇形结构，可以使得所述原子气室加热芯片100整个结构之间间隔的设置有空隙透光，又可以更好的覆盖于原子气室的玻璃表面用于均匀加热，可以保证原子气室的温度均匀、稳定，且可以有效地避免磁干扰的问题。

在一个实施例中，所述加热层第一结构110、所述加热层第二结构120、所述加热层第三结构210、所述加热层第四结构220、所述绝缘层第一结构310以及所述绝缘层第二结构320也可以为Z字形结构。

在一个实施例中，所述第一加热层10、所述第二加热层20以及所述第一绝缘层30通过光刻和剥离工艺制作。其中，所述第一加热层10与所述第二加热层20使用反应磁控溅射制作，可获得亚微米图形，使得所述第一加热层10与所述第二加热层20的结构边缘陡直，图形尺寸精确。

在一个实施例中，所述加热层第一结构110、所述加热层第二结构120以及所述第一连接结构130包围形成一个开放的第一空间410，所述加热层第三结构210、所述加热层第四结构220以及所述第二连接结构230包围形成一个开放的第二空间420，所述绝缘层第一结构310、所述绝缘层第二结构320以及所述第三连接结构330包围形成一个开放的第三空间430。

通过所述第一加热层10、所述第二加热层20以及所述第一绝缘层30层叠设置，所述第一空间410、所述第二空间420以及所述第三空间430也重叠在一起，形成一个中间空白区域，所述中间空白区域可以为光线透过区域和原子气室工作区域。此时，通过所述原子气室加热芯片100可以实现透明、均匀加热且不产生磁场的工作环境。

请参见图6-8，在一个实施例中，所述原子气室加热芯片100还包括第一测温层50，所述第一测温层50设置于所述第一空间410内，且所述第一测温层50与所述第一加热层10之间设置有间隔。

所述第一测温层50为铂金(Pt)薄膜，用于实现对原子气室加热温度的检测，从而可以保证原子气室的恒温环境。Pt薄膜的电阻阻值在一定的温度范围内随温度呈基本线性变化的原理进行温度的测量，具有稳定性好、测量范围宽、精确度高、重复性好等优点。并且，所述第一测温层50与所述第一加热层10是独立设置的。

请参见图9，在一个实施例中，所述第一测温层50包括第一U型测温结构510、测温层第一连接端520以及测温层第二连接端530。所述测温层第一连接端520设置于所述第一U型测温结构510的一端。所述测温层第二连接端530设置于所述第一U型测温结构510的另一端，且所述测温层第一连接端520的长度大于所述测温层第二连接端530，用以引出所述第一测温层50的第一测温层电极540。

所述第一U型测温结构510的形状为U型结构，所述第一U型测温结构510可以包围形成一个中间空白区域，用以为光线透过区域和原子气室工作区域。通过所述第一测温层50引出的所述第一测温层电极540与温度控制电路进行电连接，用以实现恒温控制。

请参见图10，在一个实施例中，所述原子气室加热芯片100还包括第二测温层60。所述第二测温层60设置于所述第二空间420内，且所述第二测温层60与所述第二加热层20之间设置有间隔。

所述第二测温层60为铂金(Pt)薄膜，用于实现对原子气室加热温度的检测，从而可以保证原子气室的恒温环境。Pt薄膜的电阻阻值在一定的温度范围内随温度呈基本线性变化的原理进行温度的测量，具有稳定性好、测量范围宽、精确度高、重复性好等优点。并且，所述第二测温层60与所述第二加热层20是独立设置的。

请参见图11，在一个实施例中，所述第二测温层60包括第二U型测温结构610、测温层第三连接端620以及测温层第四连接端630。所述第二U型测温结构610，与所述第一U型测温结构510的结构相同。所述测温层第三连接端620设置于所述第二U型测温结构610的一端。所述测温层第四连接端630设置于所述第二U型测温结构610的另一端，且所述测温层第二连接端530与所述测温层第四连接端630的结构相同，所述测温层第三连接端620的长度大于所述测温层第四连接端630，所述测温层第三连接端620与所述测温层第一连接端520的结构不同，用以引出所述第二测温层60的第二测温层电极640。

所述第二U型测温结构610的形状为U型结构，所述第二U型测温结构610可以包围形成一个中间空白区域，用以为光线透过区域和原子气室工作区域。通过所述第二测温层60引出的所述第二测温层电极640与温度控制电路进行电连接，用以实现恒温控制。

请参见图12，在一个实施例中，所述原子气室加热芯片100还包括第二绝缘层70。所述第二绝缘层70设置于所述第一测温层50与所述第二测温层60之间，用以隔离开所述第一测温层50与所述第二测温层60，使得所述第一测温层50、所述第二绝缘层70以及所述第二测温层60层叠设置。且所述第二绝缘层70设置于所述第三空间430内，所述第二绝缘层70与所述第一绝缘层30之间设置有间隔。

所述第二绝缘层70可以为采用经过特殊设计的氮化硅或氧化硅，使得具有增透效果。所述第二绝缘层70与所述第一绝缘层30之间设置有间隔，是独立设置的。

请参见图13，在一个实施例中，所述第二绝缘层70包括U型绝缘结构710、绝缘层第一连接端720以及绝缘层第二连接端730。所述U型绝缘结构710与所述第二U型测温结构610的结构相同。所述绝缘层第一连接端720设置于所述U型绝缘结构710的一端。所述绝缘层第二连接端730设置于所述U型绝缘结构710的另一端，且所述绝缘层第二连接端730与所述绝缘层第一连接端720的结构相同，所述绝缘层第二连接端730与所述测温层第四连接端630的结构相同。所述绝缘层第二连接端730设置有第二通孔740，用以将所述第一测温层50与所述第二测温层60连接，所述绝缘层第一连接端720用以将所述测温层第三连接端620与所述测温层第二连接端530的重合部位进行绝缘，引出所述第一测温层电极540与所述第二测温层电极640。

所述U型绝缘结构710可以将所述第一U型测温结构510与所述第二U型测温结构610进行绝缘隔离。然后，通过所述绝缘层第二连接端730设置的所述第二通孔740可以将所述测温层第四连接端630与所述测温层第二连接端530进行电连接，从而使得所述第一测温层50与所述第二测温层60电连接。具体地，所述第一测温层电极540引入电流I+，经过所述第一测温层50后，通过所述第二通孔740进入所述第二测温层60，进而从所述第二测温层电极640流出电流I-，形成一个电流链路。由于所述第一U型测温结构510与所述第二U型测温结构610的结构相同，且通过所述第一测温层50与所述第二测温层60的电流反向，可以把磁场抵消，实现无磁环境。

在一个实施例中，所述第一测温层50、所述第二测温层60以及所述第二绝缘层70通过光刻和剥离工艺制作。其中，所述第一测温层50和所述第二测温层60使用反应磁控溅射制作，可获得亚微米图形，使得所述第一测温层50和所述第二测温层60的结构边缘陡直，图形尺寸精确。

在一个实施例中，所述第一测温层50、所述第二绝缘层70以及所述第二测温层60层叠设置，共同包围形成一个开放的第四空间80，用于当将所述原子气室加热芯片100设置于原子气室上时，避免遮挡光线透过区域和气室工作区域。

所述U型绝缘结构710、所述第一U型测温结构510以及所述第二U型测温结构610的结构相同，当层叠设置时，可以形成一个中间空白区域，用以为光线透过区域和原子气室工作区域。所述中间空白区域亦即所述第四空间80，此时，光线透过区域和原子气室工作区域无遮挡，且可以实现均匀加热、无磁环境。

在一个实施例中，提供一种原子气室温控系统，可以用于控制对原子气室进行均匀、稳定且无磁的加热。所述原子气室温控系统包括如上述任一实施例中所述的原子气室加热芯片100。

在一个实施例中，当所述原子气室加热芯片100没有设置所述第一测温层50、所述第二测温层60以及所述第二绝缘层70组成的测温结构时，所述原子气室温控系统可以采用贴片的Pt温度计贴在原子气室的不影响光透过的位置作为测温结构，实现对原子气室的温度的控制。

在一个实施例中，所述原子气室温控系统还可以包括控制单元。所述第一加热层10、所述第二加热层20以及所述第一绝缘层30组成加热单元，用以给原子气室进行均匀加热，所述加热单元与所述控制单元电连接。所述第一测温层50、所述第二测温层60以及所述第二绝缘层70可以组成测温单元，用以检测原子气室的温度，所述测温单元与所述控制单元电连接。所述测温单元检测原子气室的温度，并将温度信息反馈至所述控制单元，所述控制单元根据此时原子气室的温度信息，控制所述加热单元的加热功率，使原子气室准确地稳定在合适的温度，可以实现精确调节控制温度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种原子气室加热芯片，其特征在于，包括：

第一加热层(10)，所述第一加热层(10)包括加热层第一结构(110)、加热层第二结构(120)以及第一连接结构(130)，所述加热层第一结构(110)与所述加热层第二结构(120)对称设置，所述第一连接结构(130)的一端与所述加热层第一结构(110)连接，所述第一连接结构(130)的另一端与所述加热层第二结构(120)连接，用以将所述加热层第一结构(110)、所述加热层第二结构(120)与所述第一连接结构(130)形成一个链路；

远离所述第一连接结构(130)的所述加热层第一结构(110)的一端设置有第一连接端(111)，远离所述第一连接结构(130)的所述加热层第二结构(120)的一端设置有第二连接端(121)，所述第二连接端(121)的长度大于所述第一连接端(111)的长度，用以引出所述第一加热层(10)的第一电极(140)；

第二加热层(20)，所述第二加热层(20)包括加热层第三结构(210)、加热层第四结构(220)以及第二连接结构(230)，所述加热层第三结构(210)与所述加热层第一结构(110)的结构相同，所述加热层第四结构(220)与所述加热层第二结构(120)的结构相同，所述第一连接结构(130)与所述第二连接结构(230)的结构相同，所述加热层第三结构(210)与所述加热层第四结构(220)对称设置，所述第二连接结构(230)的一端与所述加热层第三结构(210)连接，所述第二连接结构(230)的另一端与所述加热层第四结构(220)连接，用以将所述加热层第三结构(210)、所述加热层第四结构(220)以及所述第二连接结构(230)形成一个链路；

远离所述第二连接结构(230)的所述加热层第三结构(210)的一端设置有第三连接端(211)，远离所述第二连接结构(230)的所述加热层第四结构(220)的一端设置有第四连接端(221)，所述第三连接端(211)与所述第一连接端(111)的结构相同，所述第四连接端(221)的长度大于所述第三连接端(211)，且所述第四连接端(221)与所述第二连接端(121)的结构不同，用以引出所述第二加热层(20)的第二电极(240)；

第一绝缘层(30)，设置于所述第一加热层(10)与所述第二加热层(20)之间，用以隔离开所述第一加热层(10)与所述第二加热层(20)，使得所述第一加热层(10)、所述第一绝缘层(30)以及所述第二加热层(20)层叠设置；

所述第一绝缘层(30)包括绝缘层第一结构(310)、绝缘层第二结构(320)以及第三连接结构(330)，所述绝缘层第一结构(310)与所述加热层第一结构(110)的结构相同，所述绝缘层第二结构(320)与所述加热层第二结构(120)的结构相同，所述第三连接结构(330)与所述第一连接结构(130)的结构相同，所述绝缘层第一结构(310)与所述绝缘层第二结构(320)对称设置，所述第三连接结构(330)的一端与所述绝缘层第一结构(310)连接，所述第三连接结构(330)的另一端与所述绝缘层第二结构(320)连接，用以将所述绝缘层第一结构(310)、所述绝缘层第二结构(320)以及所述第三连接结构(330)形成一个链路；

远离所述第三连接结构(330)的所述绝缘层第一结构(310)的一端设置有第五连接端(311)，远离所述第三连接结构(330)的所述绝缘层第二结构(320)的一端设置有第六连接端(321)，所述第五连接端(311)与所述第一连接端(111)的结构相同，且所述第五连接端(311)设置有第一通孔(340)，用以将所述第一加热层(10)与所述第二加热层(20)连接，所述第六连接端(321)用以将所述第四连接端(221)与所述第二连接端(121)的重合部位进行绝缘，引出所述第一电极(140)与所述第二电极(240)；

所述加热层第一结构(110)、所述加热层第二结构(120)以及所述第一连接结构(130)包围形成一个开放的第一空间(410)，所述加热层第三结构(210)、所述加热层第四结构(220)以及所述第二连接结构(230)包围形成一个开放的第二空间(420)，所述绝缘层第一结构(310)、所述绝缘层第二结构(320)以及所述第三连接结构(330)包围形成一个开放的第三空间(430)；

第一测温层(50)，所述第一测温层(50)设置于所述第一空间(410)内，且所述第一测温层(50)与所述第一加热层(10)之间设置有间隔；

第二测温层(60)，所述第二测温层(60)设置于所述第二空间(420)内，且所述第二测温层(60)与所述第二加热层(20)之间设置有间隔；

第二绝缘层(70)，所述第二绝缘层(70)设置于所述第一测温层(50)与所述第二测温层(60)之间，用以隔离开所述第一测温层(50)与所述第二测温层(60)，使得所述第一测温层(50)、所述第二绝缘层(70)以及所述第二测温层(60)层叠设置，且所述第二绝缘层(70)设置于所述第三空间(430)内，所述第二绝缘层(70)与所述第一绝缘层(30)之间设置有间隔；

所述第二绝缘层(70)包括绝缘层第二连接端(730)，所述绝缘层第二连接端(730)设置有第二通孔(740)，用以将所述第一测温层(50)与所述第二测温层(60)连接；

所述第一加热层(10)与所述第二加热层(20)为掺锡氧化铟薄膜，所述第一加热层(10)的线宽相等，所述第一加热层(10)的间距相等，所述第二加热层(20)的线宽相等，所述第二加热层(20)的间距相等。

2.如权利要求1所述的原子气室加热芯片，其特征在于，所述第一测温层(50)包括：

第一U型测温结构(510)；

测温层第一连接端(520)，设置于所述第一U型测温结构(510)的一端；

测温层第二连接端(530)，设置于所述第一U型测温结构(510)的另一端，且所述测温层第一连接端(520)的长度大于所述测温层第二连接端(530)，用以引出所述第一测温层(50)的第一测温层电极(540)。

3.如权利要求2所述的原子气室加热芯片，其特征在于，所述第二测温层(60)包括：

第二U型测温结构(610)，与所述第一U型测温结构(510)的结构相同；

测温层第三连接端(620)，设置于所述第二U型测温结构(610)的一端；

测温层第四连接端(630)，设置于所述第二U型测温结构(610)的另一端，且所述测温层第二连接端(530)与所述测温层第四连接端(630)的结构相同，所述测温层第三连接端(620)的长度大于所述测温层第四连接端(630)，所述测温层第三连接端(620)与所述测温层第一连接端(520)的结构不同，用以引出所述第二测温层(60)的第二测温层电极(640)。

4.如权利要求3所述的原子气室加热芯片，其特征在于，所述第二绝缘层(70)包括：

U型绝缘结构(710)，与所述第二U型测温结构(610)的结构相同；

绝缘层第一连接端(720)，设置于所述U型绝缘结构(710)的一端；

所述绝缘层第二连接端(730)，设置于所述U型绝缘结构(710)的另一端，且所述绝缘层第二连接端(730)与所述绝缘层第一连接端(720)的结构相同，所述绝缘层第二连接端(730)与所述测温层第四连接端(630)的结构相同，所述绝缘层第一连接端(720)用以将所述测温层第三连接端(620)与所述测温层第二连接端(530)的重合部位进行绝缘，引出所述第一测温层电极(540)与所述第二测温层电极(640)。

5.如权利要求4所述的原子气室加热芯片，其特征在于，所述第一测温层(50)、所述第二绝缘层(70)以及所述第二测温层(60)层叠设置，共同包围形成一个开放的第四空间(80)。

6.如权利要求1所述的原子气室加热芯片，其特征在于，所述加热层第一结构(110)与所述加热层第二结构(120)为蛇形结构，所述加热层第三结构(210)与所述加热层第四结构(220)为蛇形结构，所述绝缘层第一结构(310)与所述绝缘层第二结构(320)为蛇形结构。

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