JP6021398B2 - 蒸気セル原子時計物理パッケージ - Google Patents
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Description
[0001]本発明は、米国陸軍により裁定された、W15P7T−10−C−B025の下の政府支援により成された。米国政府は、本発明に関して一定の権利を有する。
関連出願の相互参照
[0002]本出願は、ここに、その開示内容が参照により本明細書に組み込まれている、2011年6月13日に出願した米国仮出願第61/496,517号の優先権の利益を主張するものである。
[0012]以下の詳細な説明では、本明細書の一部分を形成する添付の図面が参照され、この参照は、特定の例示的な実施形態の例示により示される。しかし、他の実施形態を利用し、論理的、機械的、および電気的な変更を行うことができる点が理解されるべきである。さらに、図面の図および本明細書に示される方法は、個々のステップを実施することができる順序を限定するものと解釈すべきではない。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味に解釈すべきでない。
[0056]実施例3は、波長板がレーザーの頂部上に配置され、かつ第1の台座の第1の表面上に実装され、レーザーが半田結合により第1の表面に取り付けられ、波長板が複数の高温半田球を使用して第1の表面に取り付けられ、波長板が第1の表面に対してある角度にくるように、複数の高温半田球がレーザーの周りに配置され、構成される、実施例1または2に記載のチップスケール原子時計物理パッケージを含む。
[0061]実施例8は、1つまたは複数のスペーサが、本体の熱膨張係数と第2の台座の熱膨張係数との間にある熱膨張係数を有する、実施例6または7に記載のチップスケール原子時計物理パッケージを含む。
[0064]実施例11は、1つまたは複数のスペーサが、蓋部に対向する第1の表面および空洞部の基底面に対向する第2の表面を含み、第2の台座が、1つまたは複数のスペーサの第1の表面に実装され、第1の表面が、空洞部の階段面に実装され、第3の台座が、1つまたは複数のスペーサの第2の表面に実装され、蒸気セルが、第3の台座に取り付けられる、実施例6〜10のいずれか1つに記載のチップスケール原子時計物理パッケージを含む。
[0066]実施例13は、第3の台座が、第2の台座に対向する第1の表面および第1の台座に対向する第2の表面を含み、蒸気セルが、第3の台座の第1の表面に実装され、波長板が、第3の台座の第2の表面に実装される、実施例12に記載のチップスケール原子時計物理パッケージを含む。
[0070]実施例17は、チップスケール原子時計物理パッケージを形成する方法を含み、方法は、少なくとも1つの階段部を画定する空洞部を、画定する本体を形成するステップと、第1の台座を形成するステップと、第1の台座の第1の表面にレーザーを取り付けるステップと、空洞部内で本体に第1の台座を取り付けるステップと、第1の実装面および第2の実装面を有する支持構造体を形成するステップと、第2の台座を形成するステップと、第2の台座の第1の表面に光検出器を取り付けるステップと、第2の台座の第1の表面に蒸気セルを取り付けるステップと、支持構造体の第1の実装面に第2の台座を取り付けるステップと、第3の台座を形成するステップと、第3の台座の第1の表面に波長板を取り付けるステップと、支持構造体の第2の実装面に第3の台座を取り付け、蒸気セルに第3の台座を取り付けるステップと、空洞部の少なくとも1つの階段部に支持構造体を取り付けるステップと、蓋部に吸着体をコーティングするステップと、吸着体が空洞部内にくるように本体に蓋部を封止するステップとを含む。
[0072]実施例19は、第1の台座の第1の表面にレーザーを取り付けるステップが、第1の台座の第1の表面にレーザーを半田結合するステップを含み、第2の台座の第1の表面に光検出器を取り付けるステップが、第2の台座の第1の表面に光検出器を半田結合するステップを含み、方法が、第2の台座の第1の表面に、光検出器の周りに配置される第2の複数の高温半田球を付着させるステップを含み、第2の台座の第1の表面に蒸気セルを取り付けるステップが、第2の複数の高温半田球に蒸気セルを半田付けするステップを含み、支持構造体を形成するステップが、支持構造体の周りに磁気コイルを形成するステップを含む、実施例17または18に記載の方法を含む。
[0075]実施例22は、第1の光検出器が、第2の台座の第1の表面に取り付けられ、第1の光検出器の周りに配置され、第1の光検出器よりも高い高さを有する複数の高温半田球を使用して、蒸気セルが、第1の表面に取り付けられる、実施例21に記載のチップスケール原子時計物理パッケージを含む。
[0077]実施例24は、セラミック支持構造体が、本体の熱膨張係数と第2の台座の熱膨張係数との間にある熱膨張係数を有する、実施例20〜23のいずれか1つに記載のチップスケール原子時計物理パッケージを含む。
[0080]実施例27は、第3の台座が、第2の台座に対向する第1の表面および第1の台座に対向する第2の表面を含み、蒸気セルが、第3の台座の第1の表面に実装され、波長板が、第3の台座の第2の表面に実装される、実施例20〜26のいずれか1つに記載のチップスケール原子時計物理パッケージを含む。
[0084]本明細書に特定の実施形態を例示し、説明してきたが、同じ目的を達成するのに計算されるどんな構成でも、示される特定の実施形態と置き換えることができることが、当業者には理解されよう。したがって、本発明が、特許請求の範囲およびその均等のものによってのみ限定されることを明白に表す。
101 吸着体フィルム
102 セラミック本体
103 空洞部
104 蓋部
105 基底面
106 半田封止体
107 内側面
108 下部台座
109 階段部
110 レーザー
111 波長板
112 上部台座
113 下部台座の第1の側面
114 蒸気セル
115 下部台座の第2の側面
116 光検出器
117 半田球
118 スペーサ
119 枠
120 電子要素
121 上部台座の第1の側面
122 入力/出力半田パッド
123 補強部材
124 上部台座の第2の側面
125 枠
126 半田球
127 補強部材
200 チップスケール原子時計物理パッケージ
202 セラミック本体
203 空洞部
204 蓋部
205 基底面
206 半田封止体
207 内側面
208 下部台座
209 階段部
210 レーザー
211 波長板
212 上部台座
213 下部台座の第1の側面
214 蒸気セル
215 下部台座の第2の側面
216 光検出器
218 スペーサ
219 枠
220 中間部台座
221 上部台座の第1の側面
222 入力/出力半田パッド
223 補強部材
224 上部台座の第2の側面
225 枠
226 半田球
227 補強部材
228 中間部台座の第1の側面
229 枠
230 中間部台座の第2の側面
231 補強部材
232 傾斜機構部
234 磁気コイル
236 第2の光検出器
302 係留部
304 スタッドバンプ
402 係留部
404 スタッドバンプ
502 係留部
504 スタッドバンプ
Claims (5)
- 空洞部を画定する本体と、
前記空洞部内に実装され、第1の表面および第2の表面を有する第1の台座と、
前記第1の台座の前記第1の表面上に実装されるレーザーと、
前記空洞部内に実装され、第1の表面および第2の表面を有する第2の台座であって、前記第2の台座の前記第1の表面が前記第1の台座の前記第1の表面に対向するように配置される第2の台座と、
前記第2の台座の前記第1の表面上に実装される第1の光検出器と、
前記第2の台座の前記第1の表面上に実装される蒸気セルと、
波長板と、
前記空洞部を覆う蓋部と
を備え、
前記レーザーからの光線が、前記波長板および前記蒸気セルを通って伝播し、前記第1の光検出器により検出することができるように、前記レーザー、前記波長板、前記蒸気セル、及び前記第1の光検出器が配置される、
チップスケール原子時計物理パッケージ。 - チップスケール原子時計物理パッケージを形成する方法であって、
少なくとも1つの階段部を画定する空洞部を、画定する本体を形成するステップと、
第1の台座を形成するステップと、
前記第1の台座の第1の表面にレーザーを取り付けるステップと、
前記空洞部内で前記本体に前記第1の台座を取り付けるステップと、
第1の実装面および第2の実装面を有する支持構造体を形成するステップと、
第2の台座を形成するステップと、
前記第2の台座の第1の表面に光検出器を取り付けるステップと、
前記第2の台座の前記第1の表面に蒸気セルを取り付けるステップと、
前記支持構造体の第1の実装面に前記第2の台座を取り付けるステップと、
第3の台座を形成するステップと、
前記第3の台座の第1の表面に波長板を取り付けるステップと、
前記支持構造体の前記第2の実装面に前記第3の台座を取り付け、前記蒸気セルに前記第3の台座を取り付けるステップと、
前記空洞部の前記少なくとも1つの階段部に前記支持構造体を取り付けるステップと、
蓋部に吸着体をコーティングするステップと、
前記吸着体が前記空洞部内にくるように前記本体に前記蓋部を封止するステップと
を含む、方法。 - 空洞部を画定し、前記空洞部の側面内に第1の階段部を画定するセラミック本体と、
前記セラミック本体に取り付けられ、前記空洞部を気密封止するセラミック蓋部と、
前記空洞部の基底面に取り付けられる第1の台座と、
前記第1の台座に実装されるレーザーと、
前記第1の階段部に取り付けられ、前記蓋部に対向する第1の表面および前記基底面に対向する第2の表面を有するセラミック支持構造体と、
前記支持構造体の前記第1の表面に取り付けられる第2の台座と、
前記第2の台座の第1の表面に実装される光検出器と、
前記第2の台座の前記第1の表面に実装され、前記光検出器の頂部上に配置される蒸気セルと、
前記蒸気セルが、前記第2の台座と第3の台座との間および前記セラミック支持構造体により形成される開口部内に配置されるように第3の台座に実装される、前記支持構造体の前記第2の表面に取り付けられる第3の台座と、
前記第3の台座に実装される波長板と
を備え、
前記レーザーからの光線が、前記波長板および前記蒸気セルを通って伝播し、前記光検出器により検出することができるように、前記レーザー、前記波長板、前記光検出器、および前記蒸気セルが配置される、
チップスケール原子時計物理パッケージ。 - 請求項1に記載のチップスケール原子時計物理パッケージにおいて、
1または複数のスペーサと、
前記1または複数のスペーサの周りの磁気コイルと
を更に備える、チップスケール原子時計物理パッケージ。 - 請求項2に記載の方法において、
前記支持構造体を形成するステップは、前記支持構造体の周りに磁気コイルを形成するステップを含む、方法。
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