JP2022547323A - 散乱断面積を減少させた蒸気セルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

一般的な態様において、誘電体本体を含む蒸気セルが提示される。誘電体本体は、誘電体本体の空洞への開口を画定する表面と、空洞と誘電体本体の側面との間の複数のホールとを含む。蒸気セルは、誘電体本体の空洞内に蒸気または蒸気の源をさらに含む。光学窓は、空洞の開口を覆い、開口のまわりにシールを形成するために誘電体本体の表面に接合される表面を有する。蒸気セルを製造する方法も提示される。【選択図】図１Ａ

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年１０月２１日に出願され、「Ｖａｐｏｒ Ｃｅｌｌｓ Ｈａｖｉｎｇ Ｒｅｄｕｃｅｄ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｃｒｏｓｓ－Ｓｅｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ」と題する米国特許出願第１６／６５９，２８４号の優先権を主張し、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。

以下の説明は、散乱断面積を減少させた蒸気セルおよびその製造方法に関する。

蒸気セル（ｖａｐｏｒ ｃｅｌｌ）は、蒸気またはガスを密閉容積内に封じ込めることによって製造される。蒸気またはガスは、蒸気セルが受け取る電磁放射と相互作用するための媒体として使用される。レーザで生成されるものなどの光のビームを蒸気またはガスを通して導いて、受け取った電磁放射への蒸気またはガスの応答を調査および測定することができる。このようにして、蒸気セルは、受け取った電磁放射の性質を決定するために使用され、電磁放射のセンサとして機能することができる。しかしながら、そのような測定は、受け取った電磁放射が蒸気またはガスで占められた密閉容積内で不均一であることによって悪影響を受ける可能性がある。測定は、受け取った電磁が蒸気セルの壁または本体から散乱することによっても悪影響を受ける可能性がある。そのような有害な現象を回避または軽減する蒸気セルおよび製造方法が望まれる。

蒸気セルを製造する方法であって、誘電体本体（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｂｏｄｙ）を得ることであり、誘電体本体が、誘電体本体の空洞への開口を画定する表面、および空洞と誘電体本体の側面（ｓｉｄｅ）との間の複数のホール（ｈｏｌｅ：孔、穴）を含む、得ることと、表面を含む光学窓（ｏｐｔｉｃａｌ ｗｉｎｄｏｗ：光学ウインドウ）を得ることと、蒸気または蒸気の源（ｓｏｕｒｃｅ）を空洞内に配置することと、空洞への開口のまわりにシール（ｓｅａｌ：封、封止）を形成するために誘電体本体の表面に光学窓の表面を接合（ｂｏｎｄ：つなぐこと、くっつけること）することとを含む、方法。

誘電体本体および光学窓を有する例示の蒸気セルの斜視の分解図である。 図１Ａの例示の蒸気セル１００の斜視図であるが、光学窓が誘電体本体に接合されている。 ２つの光学窓を有する例示の蒸気セルの斜視の分解図である。 図２Ａの例示の蒸気セル１００の斜視図であるが、両方の光学窓が例示の蒸気セルの誘電体本体に接合されている。 蒸気セルの誘電体本体にメタマテリアル（ｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌ）壁を画定する例示の複数のホールの概略図である。 １つまたは複数の蒸気セルを含むチップを製造する例示の方法の概略図である。 １つは中実の壁を有しており、２つはそれぞれのメタマテリアル壁（ｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌ ｗａｌｌ）を有している３つの例示の蒸気セルの散乱断面積の比較の図である。 ４つの正方形蒸気セルの電界分布の比較の図であり、各正方形蒸気セルは、それぞれのメタマテリアル壁を画定するために異なるパターンのホールを有する。 メタマテリアル壁を有する２つの例示の蒸気セルの電界分布を提示されるシミュレート（模擬）された輪郭プロットである。 壁厚の関数としての蒸気セル内の測定された電界の標準偏差および蒸気セルの構造安定性を示すグラフである。

ここで説明することのいくつかの態様において、従来の蒸気セルと比べて電磁透過性が改善された小さいステムレス蒸気セルが提示される。加えて、蒸気セル内の電磁界の均一性は、標準の蒸気セル形状で見いだされるものよりも桁違いに良好である。蒸気セルは、測定されるべきターゲット電磁放射の散乱断面積を減少させるためにメタマテリアルの原理を組み込む。この減少により、蒸気セルに必要な構造的強度を維持しながら、場均一性（ｆｉｅｌｄ ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）、したがって、測定の精度を向上させることができる。そのような蒸気セルに基づくリュードベリ原子ベース電界センサには、計測用途などの広範囲の可能な用途がある。本明細書で提示される蒸気セルは、感知のために蒸気セル内の蒸気がテスト電界と相互作用する領域で均一な電界を測定するサブ波長蒸気セルを含む。そのような蒸気セルおよびその均一な電界により、ＯＴＡ規格テスト（ｏｖｅｒ ｔｈｅ ａｉｒ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｔｅｓｔｉｎｇ）で重要なＭＨｚ～ＴＨｚ範囲にわたる周波数の測定が可能になる。

ここで説明することのいくつかの態様には、リュードベリ原子ベース電界感知のための蒸気セルを製造することができる製造方法がある。蒸気セルは、電磁界が測定される蒸気セルの領域において低い散乱断面積および均一な電磁界を有する。均一な電磁界は、測定すべきターゲット場波長（ｔａｒｇｅｔ ｆｉｅｌｄ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）に関連する製作の精度に起因する、および多くの場合蒸気セルのサブ波長寸法に起因する蒸気セルの製造変動に対して頑強である。さらに、製造方法は大量生産に適合する。この方法を利用して、より屈折率整合された蒸気セルを作り出すメタマテリアル壁をもつ蒸気セルが作られる。この方法は、純粋なアルカリガスを蒸気セルに満たすことを可能にすることができる。この方法はまた、蒸気セルを、完全にガラスで、または代替としてシリコンおよびガラスで製作することを可能にすることができる。他の材料が可能である。この方法では、レーザおよび深掘り反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）加工ツールを使用して、メタマテリアル壁およびそこのホールを正確に形成することができ、その結果、避けることが困難である小さいサブ波長製造変動が、測定されるべきターゲット場波長の１％よりはるかに少なくなる。

蒸気セルの測定領域における電磁波の散乱の減少と電磁界の均一性の向上により、本明細書で提示される蒸気セルは、計量測定に理想的に適する。蒸気セルは、測定される電磁放射の波長と比較して小さく、さらに、完全に誘電体材料で製作されるので、多数の蒸気セルを互いに空間的に接近させて使用して、空間の領域にわたって電磁界を感知することができる。蒸気セルは、メタマテリアル壁のない蒸気セルと比較したとき、８０ＧＨｚまでの電磁周波数で場均一性および散乱断面積を１桁改善する。この製造方法はまた、より高い電磁周波数のための蒸気セルを作るのにも使用することができる。

メタマテリアル壁は、壁の形状およびパターンを規定するためにホール（ｈｏｌｅ：孔、穴）、空洞（ｃａｖｉｔｙ）などを含む。形状およびパターンは、蒸気セルを構造的に堅固にするように、例えば、リュードベリ原子ベース電界感知に必要な高真空レベルを維持するように選ぶことができる。壁を薄くするのではなく空洞を使用して壁を形成することによって、蒸気セルを構造的に堅固にすることができる。この方法を使用すると、結果として生じる蒸気セルは、より長い動作寿命を有することができるが、その理由は、その真空透磁率が、類似の電磁的性質をもつが壁厚が薄くなるように作られたものと比べて減少するからである。さらに、蒸気セルは、磁気測定の用途にとって重要である緩和防止コーティングでコーティングすることの助けとなる。その上、蒸気セルは、自由空間によって、または光ファイバなどの導波路を通して光学的に結合することができる。蒸気セルは、状況によっては、安定性を向上させるためにエポキシまたはパリレンの薄い層でさらに包むことができる。

電位計による計測のためにリュードベリ原子を使用することにより、以前から、現在に至るまで、高周波電界（ＨＦＥ）の最も正確な絶対測定がもたらされている。この技術は、いくつかのアンテナ測定用途の最先端技術を発展させるのにかなり有望である。しかしながら、アンテナサイズの両極端（小さいと大きいの両方）、その上に、高電力に課題があるが、それは、基本的に、現在使用されるものよりも電磁気的に透明であるものおよび導体のないＨＦＥプローブによって軽減することができる。ＨＦＥのビーム形成アンテナは、焦点合わせおよび最適化することが特に難しいデバイスである。本明細書に記載される蒸気セルなどの誘電体プローブを使用すると、徹底的にコストを低減する手段を提供しながら、これらの測定における達成可能なエラーフロアを引き下げることができる。そのような利点は新しい応用空間を開く。衛星および無人航空機のアンテナを自己較正センサと取り替えると、特に、検出器パッケージ全体を著しくコンパクトにすることができることを考えると、著しい利点がもたらされる。プローブから望ましくない材料をほぼ完全に取り除き、形状を調整して、望ましい電磁的性質を強化することによって、新しいタイプの測定を可能にすることができる。１つの例は、大規模地上基地レーダシステムおよび航空基地電子戦機器、すなわち、能動電子走査（ＡＥＳＡ）レーダにおける例外的に大きい電力密度のその場測定である。入射電磁放射場を正確に再生し、小さい散乱断面積を有するプローブは、近接場状況（ｎｅａｒ－ｆｉｅｌｄ ｒｅｇｉｍｅ）において特に重要であり、多数の場の点（ｆｉｅｌｄ ｐｏｉｎｔ：フィールドポイント）を同時に取得するために使用することができる。

さらに、ミリ波は、比較的短い距離しか伝播することができず、そのため、５Ｇ電気通信機器の設計が課題になる。ミリ波の伝播距離が短い（例えば、最大で約５～８ｋｍ）ことにより、５Ｇネットワークの実現に必要なセルタワーおよび他の機器の数が劇的に増加し、メンテナンスコストが急上昇することになる。対照的に、現在のセルタワーは、約３５～７０ｋｍの範囲を提供する。ビームフォーミングアンテナは、５Ｇネットワークで重要な役割を果たすことが予想され、点検およびテストを必要とする。バックホールシステムでは、５Ｇノードは、都市の全体にわたって高密度に配備される必要があることになる。都会環境における高密度ネットワークの点検およびテスト、すなわち、メンテナンスの容易さは、重要な課題である。追加として、ミリ波技術に関する全世界にわたって断片化されたライセンス付与および標準が、５Ｇ実現に悪影響を及ぼす可能性がある。無線（ＯＴＡ）テストは、５Ｇ技術の採用およびモノのインターネット（ＩｏＴ）のサポートにとって重要な要素である。これらの問題の多くはまた、軍用テストマーケットにも広がっている。

ミリ波通信、レーダ、およびセンシングにおける自由空間経路損失を克服するために、アンテナアレイを使用して、ターゲットデバイスの方向に向くステアリング可能なビームを形成することによってより高い指向性が達成される。ビームフォーミングアンテナは、指向性特性を得るために使用される要素のアレイ、いわゆる、多入力多出力ＭＩＭＯアンテナで構成される。５Ｇ新規無線（ＮＲ）技術のためのＭＩＭＯアンテナの役割により、放射パターンの性能評価のためのＯＴＡテストが不可欠になる。サイドローブ抑制の厳格な要件とともにアンテナアレイビームステアリングの厳格な要件のために、アンテナアレイの較正が極めて重要である。アンテナ要素間の正確な位相および振幅差は、性能を最大にするために較正と調節を行う必要がある。較正および最適化は、トランシーバなどの他のシステム要素がアンテナシステムに統合されることによってさらに複雑になる。アンテナシステムの較正に影響を与えるパラメータの多くは、天候および経時変化などの要因によって影響を受けるので、経時的に変化することになる。ミリ波ビームの特性を決定するには、アンテナの多数の場の点（ｆｉｅｌｄ ｐｏｉｎｔ）の測定を行う必要がある。

５Ｇネットワークのテストは、ワイヤレスデバイス較正、ＲＦパラメータテスト、および機能テストを超えて拡大することになるので、現在の４Ｇ（またはＬＴＥ）ネットワークとは根本的に異なることになる。産業界は、ネットワークの信頼性およびデバイス内の信頼性を保証する必要があることになる。軍用ミリ波デバイスは、さらに、厳格なテスト要件を満たさなければならない。米国では、通信事業者は、デバイス性能に関する業界標準を設定するように要求される。ＯＴＡテストは、モバイルデバイスと固定ロケーションデバイスの両方のシステムおよび構成要素の評価にとって重要である。このテストのうちのいくつかは、現場でおよび研究・開発フェーズ中に行われるので、これらの非常に異なる環境でのテストの間の直接比較を行うのに、絶対的な自己較正センサおよび標準が重要である。ミリ波周波数の伝送距離は短くなるので、自由空間経路損失、大気吸収、雨および粒子による散乱、見通し内の障害物などのような広範囲の条件および影響の下で正確にテストすることが必要である。５Ｇネットワークは、パーソナル通信およびエンターテインメントの増加以上のサービスを提供することになる。５Ｇネットワークは公共の安全に影響を与える自律走行車両、ドローン、および産業用機器などの技術を可能にするので、基地局に関する較正および標準は重要であることになる。絶対的な自己較正センサシステムは、認証の前提条件になるであろう。

計量測定の分野の用途にとって理想的な自己較正センサを可能にするには、プローブは感知領域においてできるだけ均一な電磁界を測定する必要があり、入射場への蒸気セルの影響は既知でなければならず、プローブの散乱断面積はできるだけ小さくなければならない。さらに、蒸気セル内の蒸気（例えば、ガス状原子）が長いコヒーレンス時間を有することは有利である。長いコヒーレンス時間は、原子がリュードベリ状態にある場合、バックグラウンドガスとの衝突によって阻害される可能性がある。したがって、バッファガスを用いない純粋なアルカリ金属蒸気セルが、そのような用途にとって重要である。現場テストでは、プローブが構造的に堅牢でなければならないことは明らかである。本明細書で開示される蒸気セルは、入射電磁界の乱れを最小にしながらを構造的完全性を維持することができる。加えて、蒸気セルは、入射場を正確に測定し、原子および分子の純粋なサンプルを詰め込み、ひとまとめにして正確に構築することができるので、蒸気セルのターゲット場への影響は既知である。

次に図１Ａを参照すると、誘電体本体１０２と光学窓１０４とを有する例示の蒸気セル１００の斜視の分解図が提示される。図１Ｂは、図１Ａの例示の蒸気セル１００を提示するが、光学窓１０４が誘電体本体１０２に接合されている。誘電体本体１０２は、図１Ａ～図１Ｂに示されるように、反対側の平坦な表面によって画定された基体とすることができる。しかしながら、誘電体本体１０２に関して、他の構成が可能である。その上、図１Ａ～図１Ｂは、誘電体本体１０２を正方形であるとして示しているが、他の形状が可能である。光学窓１０４は、同様に、反対側の平坦な表面によって画定された基体とすることができる。しかしながら、光学窓１０４に関して、他の構成が可能である。一般に、光学窓１０４は、誘電体本体１０２の表面に対して対合する（または接合する）ように構成された１つの表面を含み、それによって、シールを形成する（例えば、接触結合（ｃｏｎｔａｃｔ ｂｏｎｄ：接着）を介して）ことが可能になる。

誘電体本体１０２は、蒸気セル１００によって測定される電界（または電磁放射）に対して高度に透明な材料で形成することができる。材料は、高い抵抗率、例えば、ρ＞１０⁸Ω・ｃｍを有する絶縁材料とすることができ、さらに、単結晶、多結晶セラミック、または非晶質ガラスに対応することができる。例えば、誘電体本体１０２は、シリコンで形成することができる。別の例では、誘電体本体１０２は、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、またはアルミノシリケートガラスなどの酸化ケイ素（例えば、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ_xなど）を含むガラスで形成することができる。ある例では、誘電体本体１０２の材料は、酸化マグネシウム（例えば、ＭｇＯ）、酸化アルミニウム（例えば、Ａｌ₂Ｏ₃）、二酸化ケイ素（例えば、ＳｉＯ₂）、二酸化チタン（例えば、ＴｉＯ₂）、二酸化ジルコニウム（例えば、ＺｒＯ₂）、酸化イットリウム（例えば、Ｙ₂Ｏ₃）、酸化ランタン（例えば、Ｌａ₂Ｏ₃）などのような酸化物材料である。酸化物材料は、不定比であってもよく（例えば、ＳｉＯ_x）、さらに、１つまたは複数の二元酸化物（例えばＹ：ＺｒＯ₂、ＬａＡｌＯ₃など）の組合せであってもよい。他の例では、誘電体本体１０２の材料は、シリコン（Ｓｉ）、ダイヤモンド（Ｃ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ）などのような非酸化物材料である。これらの例では、誘電体本体１０２の表面１０６を画定するために、接着層を誘電体本体１０２上に配置することができる。接着層は、誘電体本体１０２の非酸化物材料への接合を可能にすることができるが、さらに、光学窓１０４との接触結合の形成を可能にすることができる。例えば、誘電体本体１０２は、シリコンで形成することができ、例示の蒸気セル１００は、誘電体本体１０２上に酸化ケイ素（例えば、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ_xなど）を含む接着層を含むことができる。この接着層は、誘電体本体１０２の表面１０６を画定し、シロキサン結合を含む接触結合を形成することができる。

誘電体本体１０２は、空洞１１０への開口１０８を誘電体本体１０２に画定する表面１０６を含む。表面１０６は、図１Ａ～図１Ｂに示されるように平坦な表面とすることができるが、他の表面が可能である（例えば、湾曲した）。開口１０８は、空洞１１０の内部容積部へのアクセスを可能にする任意のタイプの開口とすることができ、任意の形状（例えば、円形、正方形、六角形、楕円形など）を有することができる。そのようなアクセスは、蒸気セル１００の製造中に蒸気（または蒸気の源（蒸気源））を空洞１１０内に配置することを可能にすることができる。空洞１１０は、表面１０６から誘電体本体１０４内に延び、誘電体本体１０４を完全に通って延びる前に止まる。空洞１１０は、誘電体本体を通る延長部に沿って均一な断面を有することができる。しかしながら、いくつかの変形では、空洞１１０の断面は、延長部に沿って変化することができる。

誘電体本体１０２は、空洞１１０と誘電体本体１０２の側面１１４との間に複数のホール１１２をさらに含む。複数のホール１１２は、ホールのアレイを画定することができる。複数のホール１１２は、例示の蒸気セル１００が電磁放射を受け取ったとき、誘電体本体１０２と、その周囲環境（例えば、空気）との間の屈折率不整合を低減させることができる。複数のホール１１２はまた、電磁放射を受け取ったときの例示の蒸気セル１００の散乱断面積を減少させること、ならびに空洞１１０内の電磁放射の均一性を向上させることができる。いくつかの実施態様では、例示の蒸気セル１００は、１ＭＨｚから１ＴＨｚに及ぶ周波数を有する電磁放射などのターゲット放射を検出するように構成される。そのような実施態様において、複数のホール１１２は、ターゲット放射の波長以下で最大の寸法を有することができ、ターゲット放射は、少なくとも０．３ｍｍの波長を有することができる。

いくつかの実施態様では、複数のホール１１２は、空洞１１０の開口１０８によって画定される周辺を取り囲む。これらの実施態様では、開口１０８は、内周を画定することができ、誘電体本体１０２の１つまたは複数の側面１１４は、外周を画定することができる。図１Ａは、複数のホール１１２を、同じ形状を有するとして示している。しかしながら、いくつかの変形では、ホール１１２の一部（またはすべて）は、異なる形状を有することができる。例えば、複数のホール１１２は、各々が異なる形状を有する２つ以上のホールのサブセットを含むことができる。いくつかの実施態様では、複数のホール１１２は、周辺のまわりで繰り返すホールのパターンを含む。例えば、複数のホール１１２が、２つ以上のホールのサブセットを含む場合、２つ以上のホールのサブセットは、パターンを画定するために周辺に沿って互いに関連して配列することができる。

いくつかの実施態様では、複数のホール１１２は、誘電体本体１０２を完全に通って延びる。例えば、誘電体本体１０２の表面１０６は、第１の表面とすることができ、誘電体本体１０２は、第１の表面１０６の反対側に第２の表面１１６を含む。次いで、複数のホール１１２は、第１の表面１０６から第２の表面１１６まで延びることができる。しかしながら、他の実施態様では、ホール１１２の一部（またはすべて）は、誘電体本体１０２を部分的にしか通って延びない。そのような延長部は、誘電体本体１０２の第１の表面１０６または第２の表面１１６から始まることができる。図１Ａは、複数のホール１１２の各々について一定の断面を示しているが、いくつかの変形では、１つまたは複数のホールは、誘電体本体１０２内への延長部に沿って断面が変化する場合がある。その上、誘電体本体１０２内への延長部は、表面１０６に対して垂直である必要はなく、または真っ直ぐである必要もない。いくつかの例では、延長部は、表面１０６に対して角度をつけられる。いくつかの例では、延長部は、誘電体本体１０２内への曲線状経路に従う。

例示の蒸気セル１００は、誘電体本体１０２の空洞１１０に蒸気（図示せず）を含む。蒸気は、アルカリ金属原子のガス、希ガス、二原子ハロゲン分子のガス、または有機分子のガスなどの成分を含むことができる。例えば、蒸気は、アルカリ金属原子（例えば、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓなど）のガス、希ガス（例えば、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒなど）、または両方を含むことができる。別の例では、蒸気は、二原子ハロゲン分子（例えば、Ｆ₂、Ｃｌ₂、Ｂｒ₂など）のガス、希ガス、または両方を含むことができる。さらなる別の例では、蒸気は、有機分子（例えば、アセチレン）のガス、希ガス、または両方を含むことができる。蒸気の他の組合せが、他の構成成分を含めて、可能である。

例示の蒸気セル１００は、誘電体本体１０２の空洞１１０に蒸気の源をさらに含むことができる。蒸気の源は、熱、紫外線への暴露などのようなエネルギーの刺激に応じて蒸気を生成することができる。例えば、蒸気は、アルカリ金属原子のガスに対応することができ、蒸気の源は、空洞１１０に配置されたときに固相または液相となるように十分に冷却されたアルカリ金属塊に対応することができる。いくつかの実施態様では、蒸気の源は、誘電体本体の空洞に存在し、蒸気の源は、加熱されたときにアルカリ金属原子のガスを生成するように構成されたアルカリ金属原子の液体または固体源を含む。

例示の蒸気セル１００は、追加として、光学窓１０４を含む。図１Ｂに示されるように、光学窓１０４は、空洞１１０の開口１０８を覆い、誘電体本体１０２の表面１０６に接合される表面１１８を有する。この接合は、開口１０８のまわりにシールを形成する。光学窓１０４の表面１１８は、誘電体本体１０２の表面に対合するように構成され、平坦な表面とすることができる。しかしながら、他のタイプの表面が可能である（例えば、湾曲した）。２つの表面１０６、１１８の間の接合の例には、アノード接合（ａｎｏｄｉｃ ｂｏｎｄ：アノード結合）、接触結合、および焼成ガラスフリット接合（ｆｉｒｅｄ ｇｌａｓｓ－ｆｒｉｔ ｂｏｎｄ：焼成ガラスフリット結合）が含まれる。

例えば、接触結合は、開口１０８のまわりにシールを形成することができる。シールは、誘電体本体１０２の表面１０６の第１の複数のヒドロキシルリガンド（ｈｙｄｒｏｘｙｌ ｌｉｇａｎｄ）を光学窓１０４の表面１１２の第２の複数のヒドロキシルリガンドと反応させることによって形成される金属－酸素結合を含むことができる。誘電体本体１０２（またはその上の接着層）および光学窓１０４の一方または両方が酸化ケイ素を含む場合、金属－酸化物接合は、シロキサン結合（すなわち、Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ）を含むことができる。しかしながら、ハイブリッドオキソ－金属結合を含む他のタイプの金属－酸素結合が可能である。例えば、誘電体本体１０２および光学窓が両方ともサファイア（例えば、Ａｌ₂Ｏ₃）で形成されている場合、金属－酸素結合はオキソ（酸素）－アルミニウム結合（例えば、Ａｌ－Ｏ－Ａｌ）を含むことができる。誘電体本体１０２が酸化ケイ素を含むガラスで形成され、光学窓１０４がサファイアで形成されている場合、金属－酸素結合は、ケイ素－オキソ－アルミニウム結合（例えば、Ｓｉ－Ｏ－Ａｉ、Ａｌ－Ｏ－Ｓｉなど）を含むことができる。

光学窓１０４は、誘電体本体１０２の空洞１１０内に密封された蒸気を調べるために使用される電磁放射（例えば、レーザ光）に対して高度に透明な材料で形成することができる。例えば、光学窓１０４の材料は、赤外波長の電磁放射（例えば、７００～１０００ｎｍ）、可視波長の電磁放射（例えば、４００～７００ｎｍ）、または紫外波長の電磁放射（例えば、２００～４００ｎｍ）に対して透明にすることができる。その上、光学窓１０４の材料は、高い抵抗率、例えば、ρ＞１０⁸Ω・ｃｍを有する絶縁材料とすることができ、さらに、単結晶、多結晶セラミック、または非晶質ガラスに対応することができる。例えば、光学窓１０４の材料は、石英、融解石英、またはホウケイ酸ガラス内に見いだされるような酸化ケイ素（例えば、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ_xなど）を含むことができる。別の例では、光学窓１０４の材料は、サファイアまたはアルミノシリケートガラスに見いだされるような酸化アルミニウム（例えば、Ａｌ₂Ｏ₃、Ａｌ_xＯ_yなど）を含むことができる。ある例では、光学窓１０４の材料は、酸化マグネシウム（例えば、ＭｇＯ）、酸化アルミニウム（例えば、Ａｌ₂Ｏ₃）、二酸化ケイ素（例えば、ＳｉＯ₂）、二酸化チタン（例えば、ＴｉＯ₂）、二酸化ジルコニウム（例えば、ＺｒＯ₂）、酸化イットリウム（例えば、Ｙ₂Ｏ₃）、酸化ランタン（例えば、Ｌａ₂Ｏ₃）などのような酸化物材料である。酸化物材料は、不定比であってもよく（例えば、ＳｉＯ_x）、さらに、１つまたは複数の二元酸化物（例えばＹ：ＺｒＯ₂、ＬａＡｌＯ₃など）の組合せであってもよい。他の例では、誘電体本体１０２の材料は、ダイヤモンド（Ｃ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ）などのような非酸化物材料である。

多くの実施態様において、誘電体本体１０２の表面１０６および光学窓１０４の表面１１２は、閾値表面粗さ以下の表面粗さＲ_aを有することができる。閾値表面粗さは、接触結合中に、シールを通って漏れる経路が形成されないことを保証することができる。そのような経路は、存在する場合、汚染物質が空洞１１０に入ること、および蒸気が蒸気セル１００を出て行くことを可能にする場合がある。いくつかの変形では、閾値表面粗さは５０ｎｍ未満である。いくつかの変形では、閾値表面粗さは３０ｎｍ未満である。いくつかの変形では、閾値表面粗さは１０ｎｍ未満である。いくつかの変形では、閾値表面粗さは１ｎｍ未満である。

図１Ａおよび図１Ｂは、例示の蒸気セル１００を単一の光学窓を有するとして示しているが、２つ以上の光学窓が、例示の蒸気セル１００に対して可能である。その上、いくつかの変形では、空洞１１０は、誘電体本体１０２を完全に通って延びることができる。図２Ａは、２つの光学窓を有する例示の蒸気セル２００の斜視の分解図を提示する。例示の蒸気セル２００は、多くの特徴において、図１Ａ～図１Ｂで示された例示の蒸気セル１００と類似していることがある。図２Ｂは、図２Ａの例示の蒸気セル２００を提示し、両方の光学窓が例示の蒸気セル２００の誘電体本体２０２に接合されている。例示の蒸気セル２００は、誘電体本体２０２と、誘電体本体２０２内の空洞２０４とを含む。空洞２０４は、誘電体本体２０２を完全に通って延びる。誘電体本体２０２の第１の表面２０６は、空洞２０４への第１の開口２０８を画定し、誘電体本体２０２の第２の表面２１０は、空洞２０４への第２の開口２１２を画定する。第２の表面２１０は、第１の表面２０６の反対側とすることができ、いくつかの例では、第１および第２の表面２０６、２１０の一方または両方は、平坦な表面である。蒸気または蒸気の源は、誘電体本体２０２の空洞２０４に存在する。

例示の蒸気セル２００は、空洞２０４の第１の開口２０８を覆う第１の光学窓２１４をさらに含む。第１の光学窓２１４は、第１の開口２０８のまわりに第１のシールを形成するために誘電体本体２０２の第１の表面２０６に接合される表面２１６を有する。例示の蒸気セル２００は、追加として、空洞２０４の第２の開口２１２を覆う第２の光学窓２１８を含む。第２の光学窓２１８は、第２の開口２１２のまわりに第２のシールを形成するために誘電体本体２０２の第２の表面２１０に接合される表面２２０を有する。いくつかの例では、２つの表面２１６、２２０の一方または両方は平坦な表面である。そのような平坦な構成は、２つの表面２１６、２２０の一方または両方が、誘電体本体２０２の第１および第２の表面２０６、２１０にそれぞれ対合することを可能にすることができる。例えば、誘電体本体２０２の第２の表面２１０および第２の光学窓２１８の表面２２０は、平坦な表面とすることができる。

誘電体本体２０２および光学窓２１４、２１８は、図１Ａ～図１Ｂの例示の蒸気セル１００に関連して説明された誘電体本体１０２および光学窓１０４とそれぞれ共通する特徴を共有することができる。例えば、誘電体本体２０２は、シリコン（Ｓｉ）、酸化アルミニウム（例えば、Ａｌ₂Ｏ₃）、または酸化ケイ素（例えば、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ_xなど）を含むガラスで形成することができる。別の例では、第１および第２の光学窓２１４、２１８の一方または両方は、誘電体本体２０２の空洞２０４内に密封された蒸気を調べるために使用される電磁放射（例えば、レーザ光）に対して透明な材料で形成することができる。他のフィーチャおよび組合せが可能である。同様に、蒸気および蒸気の源は、図１Ａ～図１Ｂの例示の蒸気セル１００に関連して説明された蒸気および蒸気の源とそれぞれ共通する特徴を共有することができる。例えば、蒸気は、アルカリ金属原子のガス、希ガス、二原子ハロゲン分子のガス、有機分子のガス、またはそれらの組合せを含むことができる。別の例では、蒸気の源は、誘電体本体２０２の空洞２０４に存在することができ、蒸気の源は、加熱されたときにアルカリ金属原子のガスを生成するように構成されたアルカリ金属原子の液体または固体源を含むことができる。他のフィーチャおよび組合せが可能である。

図１Ａ～図１Ｂの例示の蒸気セル１００と同様に、例示の蒸気セル２００の誘電体本体２０２は、空洞２０４と、誘電体本体２０２の側面２２４との間に複数のホール２２２を含む。複数のホール２２２は、ホールのアレイを画定することができ、誘電体本体２０２の２つの反対側の表面の一方または両方から誘電体本体２０２内に延びることができる。ある変形では、複数のホール２２２は、誘電体本体２０２を通って延びるが、他の変形では、複数のホール２２２は、誘電体本体２０２内に部分的にしか延びない。複数のホール２２２は、例示の蒸気セル２００が電磁放射を受け取ったとき、誘電体本体２０２と、その周囲環境（例えば、空気）との間の屈折率不整合を低減させることができる。複数のホール２２２はまた、電磁放射を受け取ったときの例示の蒸気セル２００の散乱断面積を減少させること、ならびに空洞２０４内の電磁放射の均一性を向上させることができる。いくつかの実施態様では、例示の蒸気セル２００は、１ＭＨｚから１ＴＨｚに及ぶ周波数を有する電磁放射などのターゲット放射を検出するように構成される。そのような実施態様において、複数のホール２２２は、ターゲット放射の波長以下で最大の寸法を有することができ、ターゲット放射は、少なくとも０．３ｍｍの波長を有することができる。

いくつかの実施態様では、複数のホール２２２は、空洞２０４の第１および第２の開口２０８、２１２によって画定される周辺を取り囲む。これらの実施態様において、第１および第２の開口２０８、２１２は、それぞれ、第１および第２の内周を画定することができ、誘電体本体２０２の１つまたは複数の側面２２４は、外周を画定することができる。図１Ａは、複数のホール２２２を、同じ形状を有するとして示している。しかしながら、いくつかの変形では、ホール２２２の一部（またはすべて）は、異なる形状を有してもよい。例えば、複数のホール２２２は、各々が異なる形状を有する２つ以上のホールのサブセットを含むことができる。いくつかの実施態様では、複数のホール２２２は、周辺のまわりで繰り返すホールのパターンを含む。例えば、複数のホール２２２が、２つ以上のホールのサブセットを含む場合、２つ以上のホールのサブセットは、パターンを画定するために周辺に沿って互いに関連して配列することができる。

いくつかの実施態様では、複数のホール２２２は、誘電体本体２０２を完全に通って延びる。例えば、複数のホール２２２は、第１の表面１０６から第２の表面１１６まで延びることができる。しかしながら、他の実施態様では、ホール２２２の一部（またはすべて）は、誘電体基板１０２を部分的にしか通って延びない。そのような延長部は、誘電体本体２０２の第１の表面２０６または第２の表面２１６から始まることができる。例えば、複数のホール２２２は、第１の表面２０６から誘電体本体２０２内に延びる第１の複数のホールとすることができる。第１の複数のホールは、空洞２０４の第１の開口２０８と誘電体本体２０２の側面２２４との間にあり得る。次いで、誘電体本体２０２は、第２の表面２１０から誘電体本体２０２内に延びる第２の複数のホールを含むことができる。第２の複数のホールは、空洞２０４の第２の開口２１２と誘電体本体２０２の側面との間にあり得る。いくつかの例では、第２の複数のホールは、空洞２０４の第２の開口２１２によって画定される第２の周辺を取り囲む。第２の複数のホールは、第２の周辺のまわりで繰り返すホールのパターンを含むことができる。

図２Ａは、複数のホール２２２の各々について一定の断面を示しているが、いくつかの変形では、１つまたは複数のホールは、誘電体本体２０２内への延長部に沿って断面が変化する場合がある。その上、誘電体本体２０２内への延長部は、第１および第２の表面２０６、２１０に対して垂直である必要はなく、または真っ直ぐである必要もない。いくつかの例では、延長部は、第１および第２の表面２０６、２１０に対して角度をつけられる。いくつかの例では、延長部は、誘電体本体２０２内への曲線状経路に従う。

誘電体本体２０２が非酸化物材料で形成される実施態様では、誘電体本体２０２の第１の表面２０６を画定するために、接着層を誘電体本体２０２上に配置することができる。接着層は、誘電体本体２０２の非酸化物材料への接合を可能にすることができるが、さらに、第１の光学窓２１４の表面２１６との接触結合の形成を可能にすることができる。例えば、誘電体本体２０２は、シリコンで形成することができ、例示の蒸気セル２００は、誘電体本体２０２上に酸化ケイ素（例えば、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ_xなど）を含む接着層を含むことができる。この接着層は、誘電体本体２０２の第１の表面２０６を画定し、シロキサン結合を含む接触結合を形成することができる。いくつかの実施態様では、第２のシールは、誘電体本体２０２の第２の表面２１０の第３の複数のヒドロキシルリガンドを第２の光学窓２１８の表面２２０の第４の複数のヒドロキシルリガンドと反応させることによって形成される金属－酸素結合を含む。これらの実施態様では、例示の蒸気セル２００は、誘電体本体が非酸化物材料で形成される場合、誘電体本体２０２の第２の表面２１０を画定するために誘電体本体２０２上に配置された接着層を含むことができる。

図２Ａ～図２Ｂに示されるものなどのいくつかの実施態様では、誘電体本体２０２の第１および第２の表面２０６、２１０は、互いに反対側の平坦な表面であり、第１の光学窓２１４の表面２１６および第２の光学窓２１８の表面２２０は、平坦な表面である。いくつかの実施態様では、誘電体本体２０２の第２の表面２１０および第２の光学窓２１８の表面２２０は、閾値表面粗さ以下の表面粗さＲ_aを有することができる。いくつかの変形では、閾値表面粗さは５０ｎｍ未満である。いくつかの変形では、閾値表面粗さは３０ｎｍ未満である。いくつかの変形では、閾値表面粗さは１０ｎｍ未満である。いくつかの変形では、閾値表面粗さは１ｎｍ未満である。さらなる実施態様では、閾値表面粗さは、第２の閾値表面粗さであり、誘電体本体２０２の第１の表面２０６および第１の光学窓２１４の表面２１６は、第１の閾値表面粗さ以下の表面粗さＲ_aを有する。第１の閾値表面粗さは、第２の閾値表面粗さと同じである必要はない。

いくつかの実施態様では、第２のシールは、誘電体本体２０２の第２の表面２１０と第２の光学窓２１８の表面２２０との間のアノード接合を含む。例えば、誘電体本体２０２は、シリコンで形成することができ、第２の光学窓２１８は、酸化ケイ素（例えば、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ_xなど）を含むことができる。次いで、第２のシールは、誘電体本体２０２の第２の表面２１０と第２の光学窓２１８の表面２２０との間のアノード接合を含むことができる。別の例では、誘電体本体２０２は、酸化ケイ素（例えば、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ_xなど）を含むガラスで形成することができ、第２の光学窓２１８は、酸化ケイ素（例えば、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ_xなど）を含むことができる。この例では、蒸気セル２００は、誘電体本体２０２の第２の表面２１０と第２の光学窓２１８の表面２２０との間に配置されたケイ素の層を含むことができる。第２のシールは、ケイ素の層と、誘電体本体２０２の第２の表面２１０および第２の光学窓２１８の表面２２０の一方または両方との間のアノード接合を含む。

いくつかの実施態様では、誘電体本体２０２は、酸化ケイ素（例えば、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ_xなど）を含むガラスで形成され、第２の光学窓２１８は、酸化ケイ素（例えば、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ_xなど）を含む。そのような場合、例示の蒸気セル２００は、誘電体本体２０２の第２の表面２１０を第２の光学窓２１８の表面２２０に接合するガラスフリットの焼成層を含む。ガラスフリットの焼成層は第２のシールを画定する。

図１Ａ～図２ｂに関連して説明された例示の蒸気セル１００、２００は、リュードベリ原子ベース電界センシングのための蒸気セルに対応することができる。そのような蒸気セルは、電磁界が測定される蒸気セルの領域（例えば、空洞１１０、２０４）において低い散乱断面積および均一な電磁界を有する。それゆえ、測定された電磁界は、蒸気セルの１つまたは複数の態様（例えば、側壁の幅）の製造変動の影響を受けないようにされ得る。蒸気セルは、構造的に堅固であるさらに屈折率整合された蒸気セルを作り出すために、ホール、ボイド（ｖｏｉｄ：空白、空隙）などによって画定されるメタマテリアル壁を使用する。純粋なアルカリガスが蒸気セル内に満たされる２つの例が提示され、１つの蒸気セルは、完全にガラスで製作され、一方、他のものは、シリコンとガラスで製作される。

蒸気セルは、少なくとも１つの光学窓（例えば、１～２個の光学窓）と、フレームとして機能する誘電体本体とから構築され得る。フレームは、チップを製作するために誘電体本体に機械加工された単一の空洞または空洞のアレイを含み、チップは、引き続き、後日、個々の蒸気セルに切断する（例えば、ダイシングソー、レーザなどで）ことができる。例示の蒸気セル１００、２００に関連して上述されたように、フレーム（または誘電体本体）は、ガラスまたはシリコンなどの様々な材料で形成することができる。そのような材料は、レーザで機械加工することができ、シリコンで形成された誘電体本体はまた、深掘り反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）を使用して機械加工することができる。

少なくとも１つの光学窓は、所望の波長の光が空洞に入ることができるように薄いガラスで作ることができる。そのような通路により、光は、蒸気セルに含まれる蒸気（例えば、ガス状原子または分子）と相互作用することが可能になる。少なくとも１つの光学窓は、１つまたは複数の特定の色の光を透過するように反射防止被覆されるかまたは被覆されてもよい。少なくとも１つの光学窓は、フレームの熱膨脹係数と一致する（厳密に一致する）熱膨脹係数を有することができる。例えば、フレームがシリコンで形成される場合、少なくとも１つの光学窓は、ホウケイ酸ガラス（例えば、ＳｃｈｏｔｔからのＭＥＭｐａｘウェハ）で形成することができる。フレームが、表面のうちの１つ（例えば、誘電体本体２０２の表面２１０など）で閉じられていない場合、フレームは、蒸気セルの入口または出口の光学部品として機能する光学窓またはプレートに接合されてもよい。

接合は、フレームが開放されており、プロセスの間ガス放出することができるので、高電圧および／または高温で行われるアノード接合またはガラスフリット接合などの技法で成し遂げることができる。そのような接合は、高真空動作のための漏れのないシールを形成することができる。この接合が完了した後、フレームは、蒸気セルを満たすことになる蒸気またはガスの雰囲気中で、残っている窓またはプレートに接触結合され得る。フレーム構造を環境（例えば、空気、自由空間など）とより良好に屈折率整合させるために、フレームには小さいサブ波長のホールが機械加工される。この機械加工は、サンプル（例えば、ガラスまたはシリコンの）を溶融させないために、ＤＲＩＥエッチング（例えば、シリコンの）を介して、またはパルスレーザによるレーザ機械加工を介して行うことができる。

図３は、複数のホールまたはボイドを使用して、フレームまたは誘電体本体内に製造することができる可能な壁パターンを示す。壁パターンは、空洞内の必要な真空圧力をサポートするための構造的完全性を有する。しかしながら、他のパターンが可能である。多くの実施態様において、複数のホールによって画定される構造は、蒸気セルで測定されるべきターゲット電磁放射に対してサブ波長寸法を有するボイドである。その上、この構造は、真空気密シールと製造および配備中の取扱いとに関して蒸気セルの機械的完全性を維持する。蒸気セルは、自由空間によって、または光ファイバなどの導波路を通して光学的に結合することができる。いくつかの実施態様では、入射放射の散乱および干渉が、電磁界の増強または除去のいずれかのために使用される場合、複数のホールまたはボイドは、ターゲット電磁放射の波長よりも大きくすることができる。多数の蒸気セルが、アレイを形成するために一緒に接続されてもよく、その理由は、それらの散乱断面積がそれらの幾何学的断面と比べて小さいからである。それゆえ、蒸気セルセンサの互いの干渉は、たとえあったとしても、わずかである。

いくつかの実施態様では、蒸気セルは、フレームに付けられた２つの光学窓で構成される（例えば、図２Ａ～図２Ｂの蒸気セル２００）。光学窓またはフレームは、光透過、光反射、および光学窓のフレームへの接着に関して蒸気セルを調整するために、それぞれの表面に追加の被覆を有することができる。蒸気セルは、最初に、蒸気セルの空洞およびメタマテリアル壁をレーザ加工することによって（またはエッチングなどの他のタイプの微細構造化を行うことによって）構築することができる。次いで、表面は、光学窓をフレームに接合できるように準備される。第１の光学窓は、ガラスフリット接合またはアノード接合などの方法を使用してフレームに付けられる。この接合作業は、高温および／または高電圧で行うことができる。接合作業が完了した後、残っている露出表面、例えば誘電体本体２０２の第１の表面２０６および第１光学窓２１４の表面２１６は、接触結合のために準備される。次いで、接触結合が、蒸気セルに満たされるべき蒸気またはガスの雰囲気中で実行される。接触結合作業は、蒸気セルの空洞内への望ましくないガスのガス放出を防止するために、低温（例えば、２５０℃未満）でおよびゼロ電圧で行われる。

水蒸気などの接触結合作業で生じたガスは、反応して、室温で固体である生成物を形成することがある。例えば、空洞内の蒸気がセシウム原子のガスである場合、接触結合作業中に作り出された水蒸気がセシウム原子の一部と反応して、固体、例えば、Ｃｓ₂Ｏ（Ｔ_melt≒３４０℃）（Ｔ_融解が３４０℃にほぼ等しい）、ＣｓＯＨ（Ｔ_melt≒２７２℃）（Ｔ_融解が２７２℃にほぼ等しい）、またはＣｓＨ（Ｔ_melt≒１７０℃）（Ｔ_融解が１７０℃にほぼ等しい）などを形成することになる。蒸気セルをさらに保護することが望まれる場合、蒸気セルはエポキシおよびパリレンで被覆することができる。蒸気セルは、導波路に結合させることもでき、または自由空間用途で使用することもできる。いくつかの変形では、蒸気セルは、接合を強化するためにアニールされる（例えば、２５０℃未満の温度で）。

多数の蒸気セルを一緒に接続するかまたはアレイに配列して、空間の領域で多数の同時測定を行うことができる。例えば、多数の蒸気セルを平面アレイに配列し、その結果、アレイの平面で電磁界の特性を決定することができる。３次元アレイも可能である。そのような能力は、蒸気セルの互いの相互作用が低い散乱断面積のためにわずかであるので、蒸気セル（例えば、その誘電体本体）の絶縁の性質によって可能になり得る。蒸気セル内の蒸気を調査するための光は、ファイバなどの光導波路を通して並列にまたは直列に移送することができるが、独立して読み出される必要がある（信号光は、個々の蒸気セルに関連する吸収または分散信号を反映する測定値を与えるために、各蒸気セルに分離される必要がある）。本質的に、これはマルチピクセルアレイであるが、蒸気セルの透明な性質が３次元イメージングを可能にする。厚いセルは、単位セルを一緒に積み重ねるか、または固有の形状を作る、例えば、アノード接合されたガラス＋フレーム（一緒にレーザ切断された）を使用し、それらを積み重ね、さらにいくつかを一緒にして１つずつアノード接合し、次いで、接触結合で構造体に蓋をかぶせることなどによるこの方法によって製造することができる。

次に図４を参照すると、１つまたは複数の蒸気セルを含むチップを製造する例示の方法の概略図が提示される。各蒸気セルは、パターンを画定する複数のホールを含む。パターンは、測定されるべきターゲット放射の入射波に対する蒸気セルの屈折率またはインピーダンス整合を低下させる。図４は、３つまたは６つの蒸気セルを有するようなチップを示す。しかしながら、他の数の蒸気セルが可能である。製造する方法は、シミュレーションフェーズを使用して１つまたは複数の蒸気セルのメタマテリアル壁を設計した後、開始することができる。特に、シミュレーションにより、当業者は、複数のホールのパターンを設計することが可能になり得る。製造する方法は、各蒸気セルの空洞およびそれぞれの複数のホールを画定するためにチップから材料を取り除くことを含む。次いで、光学窓とチップとの間にアノード接合を形成し、続いて、別の光学窓とチップとの間に接触結合を形成することができる。次いで、チップは、２つの光学窓間にサンドイッチ構成で配置され得る。

次に図５を参照すると、１つは中実の壁を有し、２つはそれぞれのメタマテリアル壁を有する３つの例示の蒸気セルの散乱断面積の比較が提示される。散乱断面積（ＲＣＳ）のモデル化された値が、２０ＧＨｚ～８０ＧＨｚに及ぶ電磁放射の周波数に対して左下グラフに提示されている。右下グラフは、左下グラフからの電磁放射の周波数であるが、２０ＧＨｚから６０ＧＨｚまでの狭い範囲内を提示している。メタマテリアル壁をもつ２つの例示の蒸気セルは、各々、正方形の空洞のまわりに配置された異なるホールのパターンを有する。例示の蒸気セルはすべて正方形断面をもつフレーム（または誘電体本体）を有する。正方形断面の縁部の長さは１．５ｍｍであり、例示の蒸気セルの高さは０．５ｍｍである。散乱断面積は、中実壁をもつ単一の例示の蒸気セルと比べてメタマテリアル壁をもつ２つの例示の蒸気セルでは著しく減少している。特に、ＲＣＳ値は、メタマテリアル壁をもつ２つの例示の蒸気セルでは、約２０ＧＨｚ～５３ＧＨｚの範囲（右下グラフを参照）および約６０ＧＨｚ～８０ＧＨｚの範囲（左下グラフを参照）にわたって低くなっている。

次に図６を参照すると、電界分布のシミュレート（模擬）されたグラフが、４つの例示の正方形蒸気セルについて提示され、正方形蒸気セルの各々は、それぞれのメタマテリアル壁を画定するために異なるパターンのホールを有する。シミュレートされたグラフは、例示の蒸気セルに入射する単位振幅の８０ＧＨｚ平面波をモデル化することによって生成された。各蒸気セルは、それぞれの空洞の中央の円形領域にわたってサンプリングされた。中央の円形領域は、蒸気セルを通過する電磁放射に対する原子または分子（例えば、密封された蒸気）の応答を初期化および測定するためにレーザビームを使用することができる領域に対応する。測定された電界の分布は、蒸気セルの自由空間との屈折率整合がより良好である場合非常に狭い。図６に示されたホールのパターンは、特にレーザ切断が使用される場合、事実上、メタマテリアル壁を画定するために任意の２次元形状をフレームに機械加工することができることを示している。

次に図７を参照すると、メタマテリアル壁を有する２つの例示の蒸気セルの電界分布のシミュレートされた輪郭プロットが提示される。各々の例示の蒸気セルの幾何学的断面が、対応するシミュレートされた輪郭プロットの左側に隣接して配置されている。各々の例示の蒸気セルの中心の円形領域は、それぞれの蒸気セルに入射する電磁放射の特性を決定するために１つまたは複数のレーザビームによって調査される領域である。電界分布は、Ｖ／ｍ単位の電界強度に対応するグレースケール強度によって表されている。電界分布は、均一であり、図７の上部に関連する例示の蒸気セルでは１．００Ｖ／ｍ～１．１０Ｖ／ｍの範囲内で発生しており、図７の下部に関連する例示の蒸気セルでは０．９Ｖ／ｍ～１．１０Ｖ／ｍの範囲内で発生している。

次に図８を参照すると、壁厚の関数としての蒸気セル内の測定された電界の標準偏差および蒸気セルの構造安定性を示すグラフが提示される。蒸気セルは、フレーム（または壁）にホールがない正方形蒸気セルである。約１％未満の測定電界の標準偏差を達成するために、壁厚は約８０μｍである。８０μｍ壁をもつ蒸気セルの安全率（ＦｏＳ）は、４．７である。対照的に、同等の計測蒸気セルは、同等の電界標準偏差で約３４の安全率を有する。図８は、蒸気セル（または計測蒸気セル）が従来の蒸気セルと比較して構造的安定性と高い均一な電界の両方を有することを示している。

いくつかの実施態様において、蒸気セルを製造する方法は、誘電体本体を得ることを含む。誘電体本体は、誘電体本体の空洞への開口を画定する表面と、空洞と誘電体本体の側面との間の複数のホールとを含む。この方法は、表面を有する光学窓を得ることをさらに含む。誘電体本体の表面および光学窓の表面は、平坦な表面とすることができる。蒸気または蒸気の源が空洞内に配置される。この方法は、追加として、空洞への開口のまわりにシールを形成するために誘電体本体の表面に光学窓の表面を接合することを含む。いくつかの実施態様では、表面を接合することは、蒸気または蒸気の源を空洞に閉じ込めるために空洞の開口を光学窓で覆うことを含む。

いくつかの実施態様では、蒸気の源の蒸気を配置することは、アルカリ金属原子のガスを含む真空環境に空洞を露出することを含む。しかしながら、他のタイプの真空環境（例えば、二原子ハロゲン分子のガスを含むもの）が可能である。いくつかの実施態様では、誘電体本体を得ることは、空洞、複数のホール、または両方を形成するために誘電体本体から材料を取り除くことを含む。材料を取り除くことは、レーザを用いて誘電体本体の表面から材料を機械加工することを含むことができる。材料を取り除くことは、誘電体本体の表面から材料をエッチングすることをさらに含むことができる。そのようなエッチングは、ドライエッチングプロセスまたはウェットエッチングプロセスの一方または両方を含むことができる。他のタイプのサブトラクティブプロセス（ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖｅ ｐｒｏｃｅｓｓ：減ずるプロセス）が、材料を取り除く作業のために可能である（例えば、アブレーション（ａｂｌａｔｉｏｎ：除去、融除）、研削、研磨など）。

いくつかの実施態様では、複数のホールは、空洞の開口によって画定される周辺を取り囲む。複数のホールは、周辺のまわりで繰り返すホールのパターンを含むことができる。いくつかの実施態様では、誘電体本体の表面は、第１の表面であり、誘電体本体は、第１の表面の反対側に第２の表面を含む。これらの実施態様では、複数のホールが、第１の表面から第２の表面に延びる。いくつかの実施態様では、蒸気セルは、製造されるとき、ターゲット放射（例えば、１ＭＨｚ～１ＴＨｚに及ぶ周波数を有する電磁放射）を検出するように構成される。複数のホールの各々は、ターゲット放射の波長以下で最大の寸法を有する。いくつかの例では、ターゲット放射は、少なくとも３ｍｍの波長を有する。

いくつかの変形では、誘電体本体は、シリコンで形成することができる。そのような変形では、この方法は、誘電体本体の表面を画定する誘電体本体上の接着層を形成することを含むことができる。接着層は、酸化ケイ素（例えば、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ_xなど）を含むことができる。いくつかの変形では、誘電体本体は、酸化ケイ素（例えば、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ_xなど）を含むガラスで形成される。いくつかの変形では、光学窓は、酸化ケイ素（例えば、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ_xなど）を含む。

いくつかの実施態様では、この方法は、それぞれ、第１の複数のヒドロキシルリガンドおよび第２の複数のヒドロキシルリガンドを含むように、誘電体本体の表面および光学窓の表面を変質させることを含む。これらの実施態様では、表面を接合することは、空洞の開口のまわりにシールを形成するために誘電体本体の変質された表面を光学窓の変質された表面に接触させることを含む。シールは、変質された表面の接触中に第１の複数のヒドロキシルリガンドを第２の複数のヒドロキシルリガンドと反応させることによって形成される金属－酸素結合を含む。いくつかの例では、表面を変質させることは、誘電体本体の表面および光学窓の表面の一方または両方を、それぞれの表面のプラズマへの露出によって活性化させることを含む。表面を変質させることは、誘電体本体の活性化された表面および光学窓の活性化された表面の一方または両方を塩基性水溶液で洗浄することをさらに含むことができる。

この方法は、少なくとも２つの光学窓を有する蒸気セルを製造するために使用することもできる。いくつかの実施態様では、表面は第１の表面であり、開口は第１の開口であり、光学窓は第１の光学窓であり、シールは第１のシールである。その上、誘電体本体は、誘電体本体の空洞への第２の開口を画定する第２の表面を含む。誘電体本体の第１および第２の表面は、互いに反対側にあり得る。これらの実施態様では、この方法は、表面を有する第２の光学窓を得ることと、空洞の第２の開口のまわりに第２のシールを形成するために誘電体本体の第２の表面に第２の光学窓の表面を接合することとを含む。誘電体本体の第２の表面および第２の光学窓の表面は、平坦な表面とすることができる。

いくつかの変形では、複数のホールは、第１の表面から誘電体本体内に延びる第１の複数のホールであり、誘電体本体は、第２の表面から誘電体本体内に延びる第２の複数のホールを含むことができる。第１の複数のホールは、空洞の第１の開口と誘電体本体の側面との間にあり、第２の複数のホールは、空洞の第２の開口と誘電体本体の側面との間にある。第２の複数のホールは、空洞の第２の開口によって画定される第２の周辺を取り囲むことができる。第２の複数のホールは、第２の周辺のまわりで繰り返すホールのパターンを含むことができる。

いくつかの実施態様では、誘電体本体はシリコンで形成され、第２の光学窓は、酸化ケイ素（例えば、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ_xなど）を含む。これらの実施態様では、第２の光学窓の表面を接合することは、第２のシールを形成するために誘電体本体の第２の表面に第２の光学窓の表面をアノード接合することを含む。他の実施態様では、誘電体本体は、酸化ケイ素（例えば、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ_xなど）を含むガラスで形成され、第２の光学窓は、酸化ケイ素（例えば、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ_xなど）を含む。次いで、この方法は、誘電体本体の第２の表面にケイ素の層を堆積させることを含む。その上、第２の光学窓の表面を接合することは、第２のシールを形成するために第２の光学窓の表面にケイ素の層をアノード接合することを含む。

いくつかの実施態様では、誘電体本体は、酸化ケイ素（例えば、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ_xなど）を含むガラスで形成され、第２の光学窓は、酸化ケイ素（例えば、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ_xなど）を含む。そのような実施態様では、第２の光学窓の表面を接合することは、誘電体本体の第２の表面および第２の光学窓の表面の一方または両方にガラスフリットを塗布することと、誘電体本体の第２の表面を第２の光学窓の表面に接触させることとを含む。次いで、ガラスフリット、誘電体本体、または第２の光学窓のうちの少なくとも１つが、第２のシールを形成するために焼成温度に加熱される。

いくつかの実施態様では、この方法は、それぞれ、第３の複数のヒドロキシルリガンドおよび第４の複数のヒドロキシルリガンドを含むように、誘電体本体の第２の表面および第２の光学窓の表面を変質させることを含む。これらの実施態様では、表面を接合することは、空洞の第２の開口のまわりに第２のシールを形成するために誘電体本体の変質された第２の表面を第２の光学窓の変質された表面に接触させることを含む。第２のシールは、変質された表面の接触中に第３の複数のヒドロキシルリガンドを第４の複数のヒドロキシルリガンドと反応させることによって形成される金属－酸素結合を含む。

蒸気セルを製造する方法はまた、以下の例によって説明することができる。しかしながら、実施例は、例証のみを目的としたものである。材料と方法の両方について多くの変形が、本開示の範囲から逸脱することなく実践され得ることが当業者には明らかであろう。

（実施例１）
両面研磨および＜１００＞方位のｐ型シリコンウェハが得られた。シリコンウェハは、４インチの直径を有し、５００μｍ厚であり、各面の表面粗さＲ_aが１ｎｍ以下であった。シリコンウェハの電気的性質は、０．１Ω－ｃｍ～０．３Ω－ｃｍに及ぶ抵抗を含んでいた。ホウケイ酸ガラスで形成されたガラスウェハが、さらに、Ｓｃｈｏｔｔから得られた。ガラスウェハは、４インチの直径および３００μｍの厚さを有するＭＥＭｐａｘウェハであった。表面粗さは０．５ｎｍ未満であった。

シリコンおよびガラスウェハは、アノード接合および接触結合に備えて検査された。特に、ウェハは、欠け跡、マイクロクラック、およびスクラッチについて視覚的に検査された。ウェハは、１ｎｍ未満の表面粗さを有することも検証された。５００ｎｍのＳｉＯ₂の層が、酸化炉内でウェット成長プロセスを使用してシリコンウェハの両面に成長された。酸化炉の温度は約１１００℃に設定され、シリコンウェハの処理時間は約４０分であった。シリコンウェハ（ＳｉＯ₂層をもつ）の厚さ均一性は、４インチ直径の区域にわたって５００±（プラスマイナス）６ｎｍ以内であることが検証された。表面粗さが１ｎｍ未満であることも検証された。

多数のシリコンチップが、Ｐｒｏｔｏｌａｓｅｒ Ｕ３マイクロレーザツール、Ｐｒｏｔｏｌａｓｅｒ Ｒマイクロレーザツール、またはＤＩＳＣＯ ＤＡＤ ３２４０ダイシングソーのいずれかを使用してシリコンウェハから切断された。各シリコンチップは、１０ｍｍ×２０ｍｍの寸法を有していた。続いて、９つのホールが、Ｐｒｏｔｏｌａｓｅｒ Ｕ３マイクロレーザツールまたはＰｒｏｔｏｌａｓｅｒ Ｒマイクロレーザツールを使用してシリコンチップの各々に機械加工された。ホールは、各々、１ｍｍ直径の円形または１ｍｍ縁部長さの正方形であった。いくつかの場合には、円とホールの組合せが、シリコンチップに機械加工された。シリコンチップにメタマテリアル壁を作り出すために、複数のホールが、さらに、９つのホールの各々のまわりに機械加工された。シリコンチップは、切断中に生じた可能性があるクラックまたは欠け跡について５倍および１０倍の拡大ルーペを用いて視覚的に検査された。後続の蒸気セル製作のために、表面欠陥がゼロかまたは最少のシリコンチップが選択された。

次いで、選択されたシリコンチップは、綿棒および光学ティッシュペーパーを使用してメタノールおよびイソプロパノールで清浄化された。次に、シリコンチップは、１０：１体積比および５５ｎｍ／ｍｉｎのエッチング速度を有する緩衝酸化物エッチング（ＢＯＥ）溶液に室温で浸漬された。緩衝酸化物エッチング溶液は、フッ化アンモニウムで緩衝されたフッ化水素酸を含んでいた。シリコンチップは、シリコンチップの各面の表面から５００ｎｍのＳｉＯ₂の層を除去するために少なくとも１１分間浸漬された。緩衝酸化物エッチングによって除去された後、シリコンチップは、視覚的に検査された。切断プロセスからの埋め込まれた材料がシリコンチップに見つかった場合、シリコンチップは廃棄された。ＳｉＯ₂の領域がシリコンチップに残っていた場合、シリコンチップは、緩衝酸化物エッチング溶液に再度浸漬され、除去され、次いで、再検査された。両面に５００ｎｍのＳｉＯ₂の層がないシリコンチップが、最終清浄化ために選択され、１００ｎｍのＳｉＯ₂層が、一方の表面にスパッタされた。

次いで、選択されたシリコンチップは、綿棒および光学ティッシュペーパーを使用してアセトンおよびイソプロパノールで清浄化された。選択されたシリコンチップが浸漬されたアセトンまたはイソプロパノールの槽を撹拌することによって清浄化プロセスを支援するために、超音波清浄器がオプションとして使用された。次いで、シリコンチップの一方の面に、１００ｎｍのＳｉＯ₂の層が成長された。酸化炉の温度は、１００ｎｍのＳｉＯ₂の層に対して１ｎｍ以下の表面粗さを得るために、最低限の６００℃に設定された。１００ｎｍＳｉＯ₂層の厚さ均一性が、シリコンチップの区域にわたって１００±（プラスマイナス）６ｎｍ以内にあることが検証された。均一性基準を達成できないシリコンチップは廃棄された。

次いで、１００ｎｍＳｉＯ₂層をもつシリコンチップは、表面上の結合していない残留物（例えば、取扱いに起因するものなど）を排除するために、綿棒および光学ティッシュペーパーを使用してメタノールおよびイソプロパノールで清浄化された。続いて、シリコンチップは、綿棒および光学ティッシュペーパーを使用してアセトンおよびイソプロパノールで徹底的に清浄化された。低倍率ルーペ（例えば、１０倍）が、徹底的清浄化プロセス中に第１の目視検査で使用され、続いて、高倍率顕微鏡（例えば、５０倍～２００倍）が第２の目視検査で使用された。第２の視覚検査を合格したシリコンチップは、４０ｋＨｚで超音波清浄化するためにアセトンの槽に（例えば、Ｂｒａｎｓｏｎ超音波清浄器ＣＰＸ－９５２－１１７Ｒに）置かれた。例えば、シリコンチップは、アセトンのガラスビーカー内に置いて、室温で２０分間超音波で清浄化することができた。超音波清浄化の後、シリコンチップは、微粒子がない圧縮空気で乾燥され、接合のために必要になるまで気密容器に格納された。

別途、ダイシングソーを使用して、（格納されている）シリコンチップに接合するためにガラスウェハが適切なサイズに切断された。２つのガラスチップが、シリコンチップごとに準備された。ガラスチップがアノード接合を意図されていた場合、ガラスチップは、シリコンチップと同じ寸法になるように切断された。しかしながら、ガラスチップが接触結合を意図されていた場合、ガラスチップは、シリコンチップよりも長い寸法を有するように切断された。例えば、アノード接合のためのガラスチップは、１０ｍｍ×２０ｍｍの寸法を有しており、接触結合のためのガラスチップは、１０ｍｍ×３５ｍｍの寸法を有していた。切断の後、各ガラスチップは、光学的透明度が劣化していない（例えば、曇っていない）ことまたはスクラッチもしくはクラックが存在しないことを確認するために検査された。次いで、受け入れ可能であることが分かったガラスチップは、綿棒および光学ティッシュペーパーを使用してアセトンで清浄化された。必要ならば、ガラスチップは、アセトンのガラスビーカー内に置かれ、室温で２０分間超音波で清浄化された。超音波清浄化の後、ガラスチップは、微粒子がない圧縮空気で乾燥され、次いで、接合のために必要になるまで気密容器に格納された。

次いで、１つのシリコンチップおよび１つのガラスチップが、アノード接合のためにアセンブリに入れられた。シリコンチップでは、１００ｎｍのＳｉＯ₂の層によって画定される平坦な表面の反対側の平坦な表面が、アノード接合プロセスに関与した。アセンブリにおいて、シリコンおよびガラスチップの平坦な表面は、界面を画定するために接触され、界面は、光学干渉縞が存在することを確認するために視覚的に検査された。次いで、シリコンチップは、約４００℃の温度に加熱された。この温度に達した後、６００Ｖが、約１５分間シリコンとガラスチップを横切って印加され、それは、アノード接合の形成を推進した。界面は、アノード接合が完了したことを示す光学干渉縞の消失を確認するために再度検査された。次に、アノード接合は、欠陥（例えば、気泡、マイクロクラック、非接合区域など）について検査された。ホールのまわりの区域の８０％以上に欠陥がなかった場合、アノード接合は、開いているチャネル（例えば、ホールから環境へ、ホールから別のホールへなど）についてさらに検査された。開いているチャネルが発見された場合、アノード接合されたチップは、アノード接合が漏れなしと認められなかったので廃棄された。

漏れなしのアノード接合による接合済みのシリコンおよびガラスチップは、アセトンおよびメタノールで清浄化された。この清浄化プロセス中に、シリコンチップの接合されていない表面が、残留物（例えば、アノード接合を形成するために使用されたアセンブリのグラファイトプレートからの残留物）を排除するために、綿棒および光学ティッシュペーパーを使用してアセトンおよびメタノールで清浄化された。次いで、シリコンチップの接合されていない表面は、間もなく形成されることになっている接触結合を損なう可能性がある欠陥（例えば、スクラッチ、ピッチングなど）が存在しないことを確認するために視覚的に検査された。次いで、アノード接合されたチップは、個別に清浄化された。特に、アノード接合されたチップは、アセトンのガラスビーカー内に個別に（すなわち、他のチップなしに）置かれ、室温で２０分間超音波で清浄化された。超音波清浄化の後、アノード接合されたチップは、微粒子がない圧縮空気で乾燥された。低倍率ルーペ（例えば、１０倍）が、アノード接合されたチップの第１の目視検査のために使用され、続いて、高倍率顕微鏡（例えば、５０倍～２００倍）が第２の目視検査で使用された。第１および第２の目視検査は、アノード接合されたチップ上に目に見える残留物または堆積物が残っていないことを確認するために使用された。

次いで、アノード接合されたチップは（ガラスチップと一緒に）接触結合のためにクリーンルーム環境（例えば、クラス１０００以上）に持ち込まれた。アノード接合されるチップの単一のインスタンスが、接触結合のためのチップのペアを規定するために、ガラスチップの単一のインスタンスとペアにされた。ペアごとに、シリコンチップ上の１００ｎｍのＳｉＯ₂の層によって画定される平坦な表面と、ガラスチップの平坦な表面とは、それらから肉眼で見える堆積物または汚染物質を清浄化するために、光学ペーパーおよびアセトンで拭われた。次いで、各ペアは、アセトン槽（例えば、ビーカー内のアセトン）に浸漬され、１５分間超音波清浄化を介して清浄化された。各々のチップのペアは、続いて、アセトン槽から取り出され、イソプロパノールでリンスされ（例えば、イソプロパノール槽に浸漬され）、ドライ窒素ガスでブロー乾燥された。

チップのペアは、ＹＥＳ－ＣＶ２００ＲＦＳプラズマ清浄器内に置かれ、窒素プラズマを使用して４５秒間清浄化された。（場合によっては、多数のチップのペアが、プラズマ清浄器内に置かれた。）特に、シリコンチップ上の１００ｎｍのＳｉＯ₂の層によって画定される平坦な表面と、ガラスチップの平坦な表面とは、プラズマ清浄化によって活性化された。プラズマ清浄器のＲＦ電力は約７５Ｗに設定され、内部の圧力は約１５０ｍＴｏｒｒに維持された。窒素ガスが、約２０ｓｃｃｍの体積流量でプラズマ清浄器に導入された。プラズマ清浄化による活性化の後、チップのペアは、ＹＥＳ－ＣＶ２００ＲＦＳプラズマ清浄器から取り出され、５分間脱イオン水でリンスされた。リンスプロセスは、活性化された表面をヒドロキシル化する役割を果たした。いくつかの変形では、リンスプロセスは、塩基性水溶液（例えば、水酸化アンモニウムの水溶液）で行われた。２つのヒドロキシル化および活性化された表面が一緒に接触しないように注意が払われた。

次いで、チップのペアは、真空チャンバに移送され、「プレスフィンガ」を有する取付具に装着された。取付具は、間隙を画定するために、アノード接合されるチップのシリコンチップに隣接してガラスチップを保持した。ガラスチップの活性化およびヒドロキシル化された表面が、シリコンチップの活性化およびヒドロキシル化されたＳｉＯ₂表面と向き合った。次いで、真空チャンバは、密閉され、アノード接合されたチップの空洞を満たすために使用されるセシウム原子の蒸気と反応する可能性がある揮発性核種（例えば、水蒸気）を除去するために減圧（例えば、１０^-3Ｔｏｒｒ未満）までポンプダウンされた。次いで、取付具は、熱電冷却器で冷却され、その結果として、熱電冷却器は、アノード接合されたチップを少なくとも－２０℃と０℃との間の温度に冷却した。

チップのペアの温度が安定した後、セシウム原子の蒸気が、セシウム蒸気の源を真空チャンバに接続しているバルブを開けることによって真空チャンバに導入された。セシウム蒸気の源は、処理温度まで加熱された大量のセシウムを含むオーブンであった。真空チャンバのセシウム蒸気の目標圧力は、バルブの開きを変更することによって、オーブンによって引き起こされる処理温度を変更することによって、または両方によって制御することができた。真空チャンバの圧力がセシウム蒸気の目標圧力に安定した後、チップのペアは、セシウム原子の蒸気に、ある期間、露出された。

真空チャンバのセシウム蒸気の圧力は、アノード接合されたチップを満たすのに必要とされる期間に影響を及ぼす。真空チャンバのセシウム蒸気の圧力および期間の一方または両方は、アノード接合されたチップの空洞内で凝縮するセシウム蒸気の量を制御するために変更することができる。期間が経過した後、セシウム蒸気の源へのｖａｌｕｅは閉められた。真空チャンバは、減圧（例えば、１０^-3Ｔｏｒｒ未満）までポンプダウンされ、熱電冷却器への電力はオフにされた。

チップのペアが周囲温度に達した後、取付具を作動させて、ガラスチップの活性化およびヒドロキシル化された表面をシリコンチップの活性化およびヒドロキシル化されたＳｉＯ₂表面と接触させた。「プレスフィンガ」を使用して、接触した表面を一緒に２０分間保持し、それにより、接触結合の形成が推進された。いくつかの変形では、２０分の期間の間目標圧力（例えば、約２ＭＰａ）を印加するために、「プレスフィンガ」が使用された。

実施例２
１ｍｍ厚および４インチ直径をもつ厚いガラスウェハが、Ｈｏｗａｒｄ Ｇｌａｓｓ Ｃｏ．， Ｉｎｃ．から得られた。厚いガラスウェハは、各面について１ｎｍ以下の表面粗さＲ_aを有していた。シリコンウェハの電気的性質は、０．１Ω－ｃｍ～０．３Ω－ｃｍに及ぶ抵抗を含んでいた。ホウケイ酸ガラスで形成された薄いガラスウェハが、さらに、Ｓｃｈｏｔｔから得られた。薄いガラスウェハは、４インチの直径および３００μｍの厚さを有するＭＥＭｐａｘウェハであった。表面粗さは０．５ｎｍ未満であった。厚いガラスウェハおよび薄いガラスウェハは、アノード接合および接触結合に備えて検査された。特に、ガラスウェハは、欠け跡、マイクロクラック、およびスクラッチについて視覚的に検査された。ウェハは、１ｎｍ未満の表面粗さを有することも検証された。

次に、多数の厚いガラスチップが、Ｐｒｏｔｏｌａｓｅｒ ＲマイクロレーザツールまたはＤＩＳＣＯ ＤＡＤ ３２４０ダイシングソーのいずれかを使用して厚いガラスウェハから切断された。各々の厚いガラスチップは、１０ｍｍ×２０ｍｍの寸法を有していた。続いて、９つのホールが、Ｐｒｏｔｏｌａｓｅｒ Ｒマイクロレーザツールを用いて厚いガラスチップの各々に機械加工された。ホールは、各々、１ｍｍ直径の円形または１ｍｍ縁部長さの正方形であった。厚いガラスチップにメタマテリアル壁を作り出すために、複数のホールが、さらに、９つのホールの各々のまわりに機械加工された。場合によっては、円とホールの組合せが、厚いガラスチップに機械加工された。厚いガラスチップは、切断中に生じた可能性があるクラックまたは欠け跡について５倍および１０倍の拡大ルーペを用いて視覚的に検査された。後続の蒸気セル製作のために、表面欠陥がゼロまたは最少の厚いガラスチップが選択された。

次いで、選択された厚いガラスチップは、綿棒および光学ティッシュペーパーを使用してアセトンおよびイソプロパノールで清浄化された。選択された厚いガラスシリコンチップが浸漬されたアセトンまたはイソプロパノールの槽を撹拌することによって清浄化プロセスを支援するために、超音波清浄器がオプションとして使用された。次いで、１μｍ未満のＳｉの層（例えば、１５０ｎｍのＳｉの層）が、プラズマ促進化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）を使用して厚いガラスチップの一方の面に成長された。Ｓｉ層の厚さ均一性が、厚いガラスチップの区域にわたって±（プラスマイナス）６ｎｍ以内にあることが検証された。均一性基準を達成できない厚いガラスチップは廃棄された。

次いで、厚いガラスチップは、表面上の結合していない残留物（例えば、取扱いに起因するものなど）を排除するために、綿棒および光学ティッシュペーパーを使用してメタノールおよびイソプロパノールで清浄化された。続いて、厚いガラスチップは、綿棒および光学ティッシュペーパーを使用してアセトンおよびイソプロパノールで徹底的に清浄化された。低倍率ルーペ（例えば、１０倍）が、徹底的清浄化プロセス中に第１の目視検査で使用され、続いて、高倍率顕微鏡（例えば、５０倍～２００倍）が第２の目視検査で使用された。第２の視覚検査を合格した厚いガラスチップは、４０ｋＨｚで超音波清浄化するためにアセトンの槽に（例えば、Ｂｒａｎｓｏｎ超音波清浄器ＣＰＸ－９５２－１１７Ｒに）置かれた。例えば、厚いガラスチップは、アセトンのガラスビーカー内に置いて、室温で２０分間超音波で清浄化することができた。超音波清浄化の後、厚いガラスチップは、微粒子がない圧縮空気で乾燥され、次いで、接合のために必要になるまで気密容器に格納された。

別途、ダイシングソーを使用して、（格納されている）厚いガラスチップに接合するために薄いガラスウェハが適切なサイズに切断された。２つの薄いガラスチップが、厚いガラスチップごとに準備された。薄いガラスチップがアノード接合を意図されていた場合、薄いガラスチップは、厚いガラスチップと同じ寸法になるように切断された。しかしながら、薄いガラスチップが接触結合を意図されていた場合、薄いガラスチップは、厚いガラスチップよりも長い寸法を有するように切断された。例えば、アノード接合のための薄いガラスチップは、１０ｍｍ×２０ｍｍの寸法を有しており、接触結合のための薄いガラスチップは、１０ｍｍ×３５ｍｍの寸法を有していた。切断の後、各々の薄いガラスチップは、光学的透明度が劣化していない（例えば、曇っていない）ことまたはスクラッチもしくはクラックが存在しないことを確認するために検査された。次いで、それから受け入れ可能であることが分かったガラスチップは、綿棒および光学ティッシュペーパーを使用してアセトンで清浄化された。必要ならば、薄いガラスチップは、アセトンのガラスビーカー内に置かれ、室温で２０分間超音波で清浄化された。超音波清浄化の後、ガラスチップは、微粒子がない圧縮空気で乾燥され、次いで、接合のために必要になるまで気密容器に格納された。

次いで、１つの厚いガラスチップ（１μｍ厚までのＳｉの層をもつ）および１つの薄いガラスチップは、アノード接合のためにアセンブリに入れられた。厚いガラスチップでは、１μｍまでのＳｉの層によって画定される平坦な表面が、アノード接合プロセスに関与した。アセンブリにおいて、厚いガラスチップおよび薄いガラスチップの平坦な表面は、界面を画定するために接触され、界面は、光学干渉縞が存在することを確認するために視覚的に検査された。次いで、厚いガラスチップは、約４００℃の温度に加熱された。この温度に達した後、６００Ｖが、約１５分間厚いガラスチップと薄いガラスチップを横切って印加され、それは、アノード接合の形成を推進した。界面は、アノード接合が完了したことを示す光学干渉縞の消失を確認するために再度検査された。次に、アノード接合は、欠陥（例えば、気泡、マイクロクラック、非接合区域など）について検査された。ホールのまわりの区域の８０％以上に欠陥がなかった場合、アノード接合は、開いているチャネル（例えば、ホールから環境へ、ホールから別のホールへなど）についてさらに検査された。開いているチャネルが発見された場合、アノード接合されたチップは、アノード接合が漏れなしと認められなかったので廃棄された。

漏れなしのアノード接合による接合済みの厚いガラスチップおよび薄いガラスチップは、アセトンおよびメタノールで清浄化された。この清浄化プロセス中に、厚いガラスチップの接合されていない表面は、残留物（例えば、アノード接合を形成するために使用されたアセンブリのグラファイトプレートからの残留物）を排除するために、綿棒および光学ティッシュペーパーを使用してアセトンおよびメタノールで清浄化された。次いで、厚いガラスチップの接合されていない表面は、間もなく形成されることになっている接触結合を損なう可能性がある欠陥（例えば、スクラッチ、ピッチングなど）が存在しないことを確認するために視覚的に検査された。次いで、アノード接合されたチップは、個別に清浄化された。特に、アノード接合されたチップは、アセトンのガラスビーカー内に個別に（すなわち、他のチップなしに）置かれ、室温で２０分間超音波で清浄化された。超音波清浄化の後、アノード接合されたチップは、微粒子がない圧縮空気で乾燥された。低倍率ルーペ（例えば、１０倍）が、アノード接合されたチップの第１の目視検査のために使用され、続いて、高倍率顕微鏡（例えば、５０倍～２００倍）が第２の目視検査で使用された。第１および第２の目視検査は、アノード接合されたチップ上に目に見える残留物または堆積物が残っていないことを確認するために使用された。

次いで、アノード接合されたチップは（接合されていない薄いガラスチップと一緒に）接触結合のためにクリーンルーム環境（例えば、クラス１０００以上）に持ち込まれた。アノード接合されるチップの単一のインスタンスが、接触結合のためのペアを規定するために、薄いガラスチップの単一のインスタンスとペアにされた。ペアごとに、厚いガラスチップの接合されていない平坦な表面（すなわち、１μｍまでのＳｉの層がない）および薄いガラスチップの平坦な表面が、それらから肉眼で見える堆積物または汚染物質を清浄化するために、光学ペーパーおよびアセトンで拭われた。次いで、各ペアは、アセトン槽（例えば、ビーカー内のアセトン）に浸漬され、１５分間超音波清浄化を介して清浄化された。各々のチップのペアは、続いて、アセトン槽から取り出され、イソプロパノールでリンスされ（例えば、イソプロパノール槽に浸漬され）、ドライ窒素ガスでブロー乾燥された。

チップのペアは、ＹＥＳ－ＣＶ２００ＲＦＳプラズマ清浄器内に置かれ、窒素プラズマを使用して４５秒間清浄化された。（場合によっては、多数のチップの対が、プラズマ清浄器内に置かれた。）特に、厚いガラスチップの接合されていない平坦な表面と、ガラスチップの平坦な表面とは、プラズマ清浄化によって活性化された。プラズマ清浄器のＲＦ電力は約７５Ｗに設定され、内部の圧力は約１５０ｍＴｏｒｒに維持された。窒素ガスが、約２０ｓｃｃｍの体積流量でプラズマ清浄器に導入された。プラズマ清浄化による活性化の後、チップのペアは、ＹＥＳ－ＣＶ２００ＲＦＳプラズマ清浄器から取り出され、５分間脱イオン水でリンスされた。リンスプロセスは、活性化された表面をヒドロキシル化する役割を果たした。いくつかの変形では、リンスプロセスは、塩基性水溶液（例えば、水酸化アンモニウムの水溶液）で行われた。２つのヒドロキシル化および活性化された表面が一緒に接触しないように注意が払われた。

次いで、チップのペアは、真空チャンバに移送され、「プレスフィンガ」を有する取付具に装着された。取付具は、間隙を画定するために、アノード接合されるチップの厚いガラスチップに隣接して薄いガラスチップを保持した。薄いガラスチップの活性化およびヒドロキシル化された表面が、厚いガラスチップの活性化およびヒドロキシル化された接合されていない表面と向き合った。次いで、真空チャンバは、密閉され、アノード接合されたチップの空洞を満たすために使用されるセシウム原子の蒸気と反応する可能性がある揮発性核種（例えば、水蒸気）を除去するために減圧（例えば、１０^-3Ｔｏｒｒ未満）までポンプダウンされた。次いで、取付具は、熱電冷却器で冷却され、その結果として、熱電冷却器は、アノード接合されたチップを少なくとも－２０℃と０℃との間の温度に冷却した。

チップのペアの温度が安定した後、セシウム原子の蒸気が、セシウム蒸気の源を真空チャンバに接続しているバルブを開けることによって真空チャンバに導入された。セシウム蒸気の源は、処理温度まで加熱された大量のセシウムを含むオーブンであった。真空チャンバのセシウム蒸気の目標圧力は、バルブの開きを変更することによって、オーブンによって引き起こされる処理温度を変更することによって、または両方によって制御することができた。真空チャンバの圧力がセシウム蒸気の目標圧力に安定した後、チップのペアは、セシウム原子の蒸気に、ある期間、露出された。

真空チャンバのセシウム蒸気の圧力は、アノード接合されたチップを満たすのに必要とされる期間に影響を及ぼす。真空チャンバのセシウム蒸気の圧力および期間の一方または両方は、アノード接合されたチップの空洞内で凝縮するセシウム蒸気の量を制御するために変更することができる。その期間が経過した後、セシウム蒸気の源へのバルブは閉められた。真空チャンバは、減圧（例えば、１０^-3Ｔｏｒｒ未満）までポンプダウンされ、熱電冷却器への電力はオフにされた。

チップのペアが周囲温度に達した後、取付具を作動させて、ガラスチップの活性化およびヒドロキシル化された表面を厚いガラスチップの活性化およびヒドロキシル化された接合されていない表面と接触させた。「プレスフィンガ」を使用して、接触した表面を一緒に２０分間保持し、それにより、接触結合の形成が推進された。いくつかの変形では、２０分の期間の間目標圧力（例えば、約２ＭＰａ）を印加するために、「プレスフィンガ」が使用された。

説明されることのいくつかの態様では、蒸気セルを製造する方法が、追加として、以下の実施例によって説明され得る。
実施例１
蒸気セルを製造する方法であって、
誘電体本体を得ることであり、誘電体本体が、
誘電体本体の空洞への開口を画定する表面、および
空洞と誘電体本体の側面との間の複数のホール
を含む、得ることと、
表面を含む光学窓を得ることと、
蒸気または蒸気の源を空洞内に配置することと、
空洞への開口のまわりにシールを形成するために誘電体本体の表面に光学窓の表面を接合することと
を含む、方法。
実施例２
表面を接合することが、蒸気または蒸気の源を空洞内に閉じ込めるために空洞の開口を光学窓で覆うことを含む、実施例１に記載の方法。
実施例３
複数のホールが、空洞の開口によって画定される周辺を取り囲む、実施例１、または実施例２に記載の方法。
実施例４
複数のホールが、周辺のまわりで繰り返すホールのパターンを含む、実施例３に記載の方法。
実施例５
誘電体本体の表面が第１の表面であり、誘電体本体が第１の表面の反対側に第２の表面を含み、
複数のホールが、第１の表面から第２の表面に延びる、実施例１、または実施例２～４のいずれか１つに記載の方法。
実施例６
誘電体本体の表面および光学窓の表面が、平坦な表面である、実施例１、または実施例２～５のいずれか１つに記載の方法。
実施例７
蒸気セルが、製造されるとき、ターゲット放射を検出するように構成され、
複数のホールの各々が、ターゲット放射の波長以下で最大の寸法を有する、実施例１、または実施例２～６のいずれか１つに記載の方法。
実施例８
ターゲット放射が、少なくとも０．３ｍｍの波長を有する、実施例７に記載の方法。
実施例９
誘電体本体がシリコンで形成される、実施例１、または実施例２～８のいずれか１つに記載の方法。
実施例１０
誘電体本体の表面を画定する誘電体本体上の接着層を形成することであり、接着層が酸化ケイ素を含む、形成すること
を含む、実施例９に記載の方法。
実施例１１
誘電体本体が、酸化ケイ素を含むガラスで形成される、実施例１、または実施例２～８のいずれか１つに記載の方法。
実施例１２
光学窓が酸化ケイ素を含む、実施例１、または実施例２～１１のいずれか１つに記載の方法。
実施例１３
蒸気または蒸気の源を配置することが、アルカリ金属原子のガスを含む真空環境に空洞を露出することを含む、実施例１、または実施例２～１２のいずれか１つに記載の方法。
実施例１４
それぞれ、第１の複数のヒドロキシルリガンドおよび第２の複数のヒドロキシルリガンドを含むように、誘電体本体の表面および光学窓の表面を変質させること
を含み、
表面を接合することが、空洞の開口のまわりにシールを形成するために誘電体本体の変質された表面を光学窓の変質された表面に接触させることを含み、シールが、変質された表面の接触中に第１の複数のヒドロキシルリガンドを第２の複数のヒドロキシルリガンドと反応させることによって形成された金属－酸素結合を含む、実施例１、または実施例２～１３のいずれか１つに記載の方法。
実施例１５
表面を変質させることが、誘電体本体の表面および光学窓の表面の一方または両方を、それぞれの表面のプラズマへの露出によって活性化させることを含む、実施例１４に記載の方法。
実施例１６
表面を変質させることが、誘電体本体の活性化された表面および光学窓の活性化された表面の一方または両方を塩基性水溶液で洗浄することを含む、実施例１５に記載の方法。
実施例１７
誘電体本体を得ることが、空洞、複数のホール、または両方を形成するために誘電体本体から材料を取り除くことを含む、実施例１、または実施例２～１６のいずれか１つに記載の方法。
実施例１８
材料を取り除くことが、誘電体本体の表面から材料をエッチングすることを含む、実施例１７に記載の方法。
実施例１９
材料を取り除くことが、レーザを用いて誘電体本体の表面から材料を機械加工することを含む、実施例１７に記載の方法。
実施例２０
表面が第１の表面であり、開口が第１の開口であり、光学窓が第１の光学窓であり、シールが第１のシールであり、
誘電体本体が、誘電体本体の空洞への第２の開口を画定する第２の表面を含み、
この方法が、
表面を含む第２の光学窓を得ることと、
空洞の第２の開口のまわりに第２のシールを形成するために誘電体本体の第２の表面に第２の光学窓の表面を接合することと
を含む、実施例１、または実施例２～１９のいずれか１つに記載の方法。
実施例２１
複数のホールが、第１の表面から誘電体本体内に延びる第１の複数のホールであり、第１の複数のホールが、空洞の第１の開口と誘電体本体の側面との間にあり、
誘電体本体が、第２の表面から誘電体本体内に延びる第２の複数のホールを含み、第２の複数のホールが、空洞の第２の開口と誘電体本体の側面との間にある、実施例２０に記載の方法。
実施例２２
第２の複数のホールが、空洞の第２の開口によって画定される第２の周辺を取り囲む、実施例２１に記載の方法。
実施例２３
第２の複数のホールが、第２の周辺のまわりで繰り返すホールのパターンを含む、実施例２２に記載の方法。
実施例２４
誘電体本体の第２の表面および第２の光学窓の表面が、平坦な表面である、実施例２０、または実施例２１～２３のいずれか１つに記載の方法。
実施例２５
誘電体本体の第１および第２の表面が、互いに反対側にある、実施例２４に記載の方法。
実施例２６
誘電体本体がシリコンで形成され、第２の光学窓が酸化ケイ素を含み、
第２の光学窓の表面を接合することが、第２のシールを形成するために誘電体本体の第２の表面に第２の光学窓の表面をアノード接合することを含む、実施例２０、または実施例２１～２５のいずれか１つに記載の方法（実施例２６を含む実施例の任意の組合せにおいて実施例１１の主題を除く）。
実施例２７
誘電体本体が、酸化ケイ素を含むガラスで形成され、第２の光学窓が、酸化ケイ素を含み、
この方法が、誘電体本体の第２の表面にケイ素の層を堆積させることを含み、
第２の光学窓の表面を接合することが、第２のシールを形成するために第２の光学窓の表面にケイ素の層をアノード接合することを含む、実施例２０、または実施例２１～２５のいずれか１つに記載の方法（実施例２７を含む実施例の任意の組合せにおいて実施例９～１０の主題を除く）。
実施例２８
誘電体本体が、酸化ケイ素を含むガラスで形成され、第２の光学窓が、酸化ケイ素を含み、
第２の光学窓の表面を接合することが、
誘電体本体の第２の表面および第２の光学窓の表面の一方または両方にガラスフリットを塗布することと、
誘電体本体の第２の表面を第２の光学窓の表面に接触させることと、
第２のシールを形成するために、ガラスフリット、誘電体本体、または第２の光学窓のうちの少なくとも１つを焼成温度に加熱することと
を含む、実施例２０、または実施例２１～２５のいずれか１つに記載の方法（実施例２８を含む実施例の任意の組合せにおいて実施例９～１０の主題を除く）。
実施例２９
それぞれ、第３の複数のヒドロキシルリガンドおよび第４の複数のヒドロキシルリガンドを含むように、誘電体本体の第２の表面および第２の光学窓の表面を変質させること、
表面を接合することが、空洞の第２の開口のまわりに第２のシールを形成するために誘電体本体の変質された第２の表面を第２の光学窓の変質された表面に接触させることを含み、第２のシールが、変質された表面の接触中に第３の複数のヒドロキシルリガンドを第４の複数のヒドロキシルリガンドと反応させることによって形成された金属－酸素結合を含む、実施例２０、または実施例２１～２５のいずれか１つに記載の方法。

説明されることのいくつかの態様では、蒸気セルが、さらに、以下の実施例によって説明され得る。
実施例３０
誘電体本体であり、
誘電体本体の空洞への開口を画定する表面、および
空洞と誘電体本体の側面との間の複数のホール
を含む、誘電体本体と、
誘電体本体の空洞内の蒸気または蒸気の源と、
空洞の開口を覆い、開口のまわりにシールを形成するために誘電体本体の表面に接合される表面を有する光学窓と
を含む蒸気セル。
実施例３１
複数のホールが、空洞の開口によって画定される周辺を取り囲む、実施例３０に記載の蒸気セル。
実施例３２
複数のホールが、周辺のまわりで繰り返すホールのパターンを含む、実施例３１に記載の蒸気セル。
実施例３３
誘電体本体の表面が第１の表面であり、誘電体本体が第１の表面の反対側に第２の表面を含み、
複数のホールが、第１の表面から第２の表面に延びる、実施例３０、または実施例３１～３２のいずれか１つに記載の蒸気セル。
実施例３４
誘電体本体の表面および光学窓の表面が、平坦な表面である、実施例３０、または実施例３１～３３のいずれか１つに記載の蒸気セル。
実施例３５
蒸気が、アルカリ金属原子のガスを含む、実施例３０、または実施例３１～３４のいずれか１つに記載の蒸気セル。
実施例３６
蒸気セルが、ターゲット放射を検出するように構成され、
複数のホールの各々が、ターゲット放射の波長以下で最大の寸法を有する、実施例３０、または実施例３１～３５のいずれか１つに記載の蒸気セル。
実施例３７
ターゲット放射が、少なくとも０．３ｍｍの波長を有する、実施例３６に記載の蒸気セル。
実施例３８
シールが、誘電体本体の表面の第１の複数のヒドロキシルリガンドを光学窓の表面の第２の複数のヒドロキシルリガンドと反応させることによって形成された金属－酸素結合を含む、実施例３０、または実施例３１～３７のいずれか１つに記載の蒸気セル。
実施例３９
誘電体本体がシリコンで形成される、実施例３０、または実施例３１～３８のいずれか１つに記載の蒸気セル。
実施例４０
蒸気セルが、誘電体本体の表面を画定する誘電体本体上の接着層を含み、接着層が酸化ケイ素を含む、実施例３９に記載の蒸気セル。
実施例４１
誘電体本体が、酸化ケイ素を含むガラスで形成される、実施例３０、または実施例３１～３８のいずれか１つに記載の蒸気セル。
実施例４２
光学窓が酸化ケイ素を含む、実施例３０、または実施例３１～４１のいずれか１つに記載の蒸気セル。
実施例４３
誘電体本体の表面が誘電体本体の第１の表面であり、開口が第１の開口であり、光学窓が第１の光学窓であり、シールが第１のシールであり、
誘電体本体が、誘電体本体の空洞への第２の開口を画定する第２の表面を含み、
蒸気セルには、空洞の第２の開口を覆い、第２の開口のまわりに第２のシールを形成するために誘電体本体の第２の表面に接合される表面を有する第２の光学窓が含まれる、実施例３０、または実施例３１～４２のいずれか１つに記載の蒸気セル。
実施例４４
複数のホールが、第１の表面から誘電体本体内に延びる第１の複数のホールであり、第１の複数のホールが、空洞の第１の開口と誘電体本体の側面との間にあり、
誘電体本体が、第２の表面から誘電体本体内に延びる第２の複数のホールを含み、第２の複数のホールが、空洞の第２の開口と誘電体本体の側面との間にある、実施例４３に記載の蒸気セル。
実施例４５
第２の複数のホールが、空洞の第２の開口によって画定される第２の周辺を取り囲む、実施例４４に記載の蒸気セル。
実施例４６
第２の複数のホールが、第２の周辺のまわりで繰り返すホールのパターンを含む、実施例４５に記載の蒸気セル。
実施例４７
誘電体本体の第２の表面および第２の光学窓の表面が、平坦な表面である、実施例４３、または実施例４４～４６のいずれか１つに記載の蒸気セル。
実施例４８
誘電体本体の第１および第２の表面が、互いに反対側にある、実施例４７に記載の蒸気セル。
実施例４９
誘電体本体がシリコンで形成され、第２の光学窓が酸化ケイ素を含み、
第２のシールが、誘電体本体の第２の表面と第２の光学窓の表面との間のアノード接合を含む、実施例４３、または実施例４４～４８のいずれか１つに記載の蒸気セル（実施例４９を含む実施例の任意の組合せにおいて実施例４１の主題を除く）。
実施例５０
誘電体本体が、酸化ケイ素を含むガラスで形成され、第２の光学窓が、酸化ケイ素を含み、
蒸気セルが、誘電体本体の第２の表面と第２の光学窓の表面との間に配置されたケイ素の層を含み、
第２のシールが、ケイ素の層と、誘電体本体の第２の表面および第２の光学窓の表面の一方または両方との間のアノード接合を含む、実施例４３、または実施例４４～４８のいずれか１つに記載の蒸気セル（実施例５０を含む実施例の任意の組合せにおいて実施例３９～４０の主題を除く）。
実施例５１
誘電体本体が、酸化ケイ素を含むガラスで形成され、第２の光学窓が、酸化ケイ素を含み、
蒸気セルが、誘電体本体の第２の表面を第２の光学窓の表面に接合するガラスフリットの焼成層を含み、ガラスフリットの焼成層が第２のシールを画定する、実施例４３、または実施例４４～４８のいずれか１つに記載の蒸気セル（実施例５１を含む実施例の任意の組合せにおいて実施例３９～４０の主題を除く）。
実施例５２
第２のシールが、誘電体本体の第２の表面の第３の複数のヒドロキシルリガンドを第２の光学窓の表面の第４の複数のヒドロキシルリガンドと反応させることによって形成された金属－酸素結合を含む、実施例４３、または実施例４４～４８のいずれか１つに記載の蒸気セル。

本明細書は多くの詳細を含むが、これらは、特許請求され得るものの範囲への限定として理解されるべきではなく、むしろ特定の実施例に特有の特徴の説明として理解されるべきである。別々の実施態様の文脈において本明細書に記載されているかまたは図面に示されている特定の特徴は組み合わせることもできる。逆に、単一の実施態様の文脈に記載または示されている様々な特徴は、さらに、多数の実施形態に別々に、または任意の適切なサブ組合せに組み込まれてもよい。

同様に、動作が、特定の順序で図面に示されるかまたは説明されているが、これは、望ましい結果を達成するために、そのような動作が、示された特定の順序または連続した順序で実行されることまたはすべての例示された動作が実行されることを必要とすると理解されるべきではない。特定の状況では、マルチタスキングおよび並列処理が有利である場合がある。その上、上述の実施態様における様々なシステム構成要素の分離は、すべての実施態様においてそのような分離を必要とすると理解されるべきでなく、説明されたプログラムコンポーネントおよびシステムは、一般に、単一の製品に一緒に統合されるか、または多数の製品にパッケージ化されてもよいことが理解されるべきである。

いくつかの実施形態が説明された。それにもかかわらず、様々な変更が行われてもよいことが理解されよう。したがって、他の実施形態は、以下の特許請求の範囲の範囲内にある。

Claims (30)

1. 蒸気セルを製造する方法であって、
   誘電体本体を得ることであり、前記誘電体本体が、
   前記誘電体本体の空洞への開口を画定する表面、および
   前記空洞と前記誘電体本体の側面との間の複数のホール
   を含む、得ることと、
   表面を含む光学窓を得ることと、
   蒸気または前記蒸気の源を前記空洞内に配置することと、
   前記空洞への前記開口のまわりにシールを形成するために前記誘電体本体の前記表面に前記光学窓の前記表面を接合することと
   を含む、方法。
2. 前記表面を接合することが、前記蒸気または前記蒸気の前記源を前記空洞内に閉じ込めるために前記空洞の前記開口を前記光学窓で覆うことを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記複数のホールが、前記空洞の前記開口によって画定される周辺を取り囲む、請求項１または請求項２に記載の方法。
4. 前記複数のホールが、前記周辺のまわりで繰り返すホールのパターンを含む、
   請求項３に記載の方法。
5. 前記誘電体本体の前記表面および前記光学窓の前記表面が、平坦な表面である、請求項１または請求項２に記載の方法。
6. 前記蒸気セルが、製造されるとき、ターゲット放射を検出するように構成され、
   前記複数のホールの各々が、前記ターゲット放射の波長以下で最大の寸法を有する、請求項１または請求項２に記載の方法。
7. 前記ターゲット放射が、少なくとも０．３ｍｍの波長を有する、請求項６に記載の方法。
8. 前記誘電体本体がシリコンで形成される、請求項１または請求項２に記載の方法。
9. 前記誘電体本体の前記表面を画定する前記誘電体本体上の接着層を形成することであり、前記接着層が酸化ケイ素を含む、形成すること
   を含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記誘電体本体が、酸化ケイ素を含むガラスで形成される、請求項１または請求項２に記載の方法。
11. 前記光学窓が酸化ケイ素を含む、請求項１または請求項２に記載の方法。
12. 前記蒸気または前記蒸気の前記源を配置することが、アルカリ金属原子のガスを含む真空環境に前記空洞を露出することを含む、請求項１または請求項２に記載の方法。
13. 前記誘電体本体を得ることが、前記空洞、前記複数のホール、または両方を形成するために、前記誘電体本体から材料を取り除くことを含む、請求項１または請求項２に記載の方法。
14. 前記表面が第１の表面であり、前記開口が第１の開口であり、前記光学窓が第１の光学窓であり、前記シールが第１のシールであり、
    前記誘電体本体が、前記誘電体本体の前記空洞への第２の開口を画定する第２の表面を含み、
    前記方法が、
    表面を含む第２の光学窓を得ることと、
    前記空洞の前記第２の開口のまわりに第２のシールを形成するために前記誘電体本体の前記第２の表面に前記第２の光学窓の前記表面を接合することと
    を含む、請求項１または請求項２に記載の方法。
15. 前記複数のホールが、前記第１の表面から前記誘電体本体内に延びる第１の複数のホールであり、前記第１の複数のホールが、前記空洞の前記第１の開口と前記誘電体本体の前記側面との間にあり、
    前記誘電体本体が、前記第２の表面から前記誘電体本体内に延びる第２の複数のホールを含み、前記第２の複数のホールが、前記空洞の前記第２の開口と前記誘電体本体の前記側面との間にある、請求項１４に記載の方法。
16. 前記第２の複数のホールが、前記空洞の前記第２の開口によって画定される第２の周辺を取り囲む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記第２の複数のホールが、前記第２の周辺のまわりで繰り返すホールのパターンを含む、請求項１６に記載の方法。
18. 誘電体本体であり、
    前記誘電体本体の空洞への開口を画定する表面、および
    前記空洞と前記誘電体本体の側面との間の複数のホール
    を含む、誘電体本体と、
    前記誘電体本体の前記空洞内の蒸気または前記蒸気の源と、
    前記空洞の前記開口を覆い、前記開口のまわりにシールを形成するために前記誘電体本体の前記表面に接合される表面を有する光学窓と
    を含む蒸気セル。
19. 前記複数のホールが、前記空洞の前記開口によって画定される周辺を取り囲む、請求項１８に記載の蒸気セル。
20. 前記複数のホールが、前記周辺のまわりで繰り返すホールのパターンを含む、請求項１９に記載の蒸気セル。
21. 前記蒸気セルが、ターゲット放射を検出するように構成され、
    前記複数のホールの各々が、前記ターゲット放射の波長以下で最大の寸法を有する、請求項１８～２０のいずれか１項に記載の蒸気セル。
22. 前記ターゲット放射が、少なくとも０．３ｍｍの波長を有する、請求項２１に記載の蒸気セル。
23. 前記誘電体本体がシリコンで形成される、請求項１８～２０のいずれか１項に記載の蒸気セル。
24. 前記蒸気セルが、前記誘電体本体の前記表面を画定する前記誘電体本体上の接着層を含み、前記接着層が酸化ケイ素を含む、請求項２３に記載の蒸気セル。
25. 前記誘電体本体が、酸化ケイ素を含むガラスで形成される、請求項１８～２０のいずれか１項に記載の蒸気セル。
26. 前記光学窓が酸化ケイ素を含む、請求項１８～２０のいずれか１項に記載の蒸気セル。
27. 前記誘電体本体の前記表面が前記誘電体本体の第１の表面であり、前記開口が第１の開口であり、前記光学窓が第１の光学窓であり、前記シールが第１のシールであり、
    前記誘電体本体が、前記誘電体本体の前記空洞への第２の開口を画定する第２の表面を含み、
    前記蒸気セルには、前記空洞の前記第２の開口を覆い、前記第２の開口のまわりに第２のシールを形成するために前記誘電体本体の前記第２の表面に接合される表面を有する第２の光学窓が含まれる、請求項１８～２０のいずれか１項に記載の蒸気セル。
28. 前記複数のホールが、前記第１の表面から前記誘電体本体内に延びる第１の複数のホールであり、前記第１の複数のホールが、前記空洞の前記第１の開口と前記誘電体本体の前記側面との間にあり、
    前記誘電体本体が、前記第２の表面から前記誘電体本体内に延びる第２の複数のホールを含み、前記第２の複数のホールが、前記空洞の前記第２の開口と前記誘電体本体の前記側面との間にある、請求項２７に記載の蒸気セル。
29. 前記第２の複数のホールが、前記空洞の前記第２の開口によって画定される第２の周辺を取り囲む、請求項２８に記載の蒸気セル。
30. 前記第２の複数のホールが、前記第２の周辺のまわりで繰り返すホールのパターンを含む、請求項２９に記載の蒸気セル。

Images