(57)【要約】  本発明は、特に原子時計のためのアルカリ金属蒸気セルとその生成プロセスに関する。アルカリ金属蒸気セル（２）は、セル（２）に当てる外部入力レーザビーム（５ａ）を出射するためのレーザと、セル（２）から出た外部出力レーザビーム（５ｅ）を受光するための光検出器（４）とに関連するようにでき、上流光学窓（９）および下流光学窓（１０）と、セシウム含有蒸気のようなアルカリ金属蒸気で満たされた光学キャビティ（１１）を形成するハウジング（６）と、前記光学キャビティ（１１）内に配置され、前記レーザビーム（５）を反射するための上流光学反射体（１４）および下流光学反射体（１５）を有するマイクロ光学手段とを有し、２つの反射体は互いに相対的に傾いており、上流反射体（１４）は、外部入力レーザビーム（５ａ）が内部入力レーザビーム（５ｂ）を形成するために上流窓（９）を通過し、レーザが、下流反射体（１５）で反射し内部出力レーザビーム（５ｄ）を形成するために下流反射体（１５）で反射されて下流窓（１０）に向けてそれる内部中間レーザビーム（５ｃ）を形成するために前記上流反射体（１４）で反射されて前記下流反射体（１５）に向けてそれ、内部出力レーザビーム（５ｄ）が外部出力レーザビーム（５ｅ）を形成するために下流窓（１０）を通過するように、上流窓（９）の平面（Ｐ）および入力レーザビーム（５）の軸に対して相対的に傾いている。
2015537373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子時計（１）に含めるために特に意図されたアルカリ金属蒸気セル（２）であって、前記セル（２）に当てる外部入力レーザビーム（５ａ）を出射するためのレーザと、前記セル（２）から出た外部出力レーザビーム（５ｅ）を受光するための光検出器と（４）に関連するように適合され、レーザビーム（５）が前記セル（２）を通過し、前記セルは、一方には、上流光学窓（９）および下流光学窓（１０）を有し、かつ、セシウムを含有する蒸気のようなアルカリ金属蒸気で満たされた光学キャビティ（１１）を形成するハウジング（６）を有し、他方には、前記光学キャビティ（１１）内に配置され、前記レーザビーム（５）を反射するための上流光学反射体（１４）および下流光学反射体（１５）を有するマイクロ光学手段を有し、前記２つの反射体は互いに相対的に傾いており、前記上流反射体（１４）は、前記外部入力レーザビーム（５ａ）が内部入力レーザビーム（５ｂ）を形成するために上流窓（９）を通過し、前記内部入力レーザビーム（５ｂ）が内部中間レーザビーム（５ｃ）を形成するために前記上流反射体（１４）で反射されて前記下流反射体（１５）に向けて偏向し、前記内部中間レーザビーム（５ｃ）が内部出力レーザビーム（５ｄ）を形成するために前記下流反射体（１５）で反射されて前記下流窓（１０）に向けて偏向し、前記内部出力レーザビーム（５ｄ）が外部出力レーザビーム（５ｅ）を形成するために前記下流窓（１０）を通過するように、前記上流窓（９）の平面（Ｐ）および前記入力レーザビーム（５）の軸に対して相対的に傾いており、前記セル（２）は、前記上流反射体（１４）の上流に配置された、前記入力レーザビーム（５ａ）を偏向するための上流偏向手段（１７）と、必要に応じて、前記下流反射体（１５）の下流に配置された、前記下流反射体（１５）によって反射された前記レーザビーム（５ｄ）を偏向するための下流偏向手段（１８）と、をさらに有し、前記偏向手段（１７、１８）によって生成された偏向と前記関連する反射体（１４、１５）によって生成された偏向とが組み合う、アルカリ金属蒸気セル。
【請求項２】
請求項１に記載のアルカリ金属蒸気セル（２）において、
前記上流反射体（１４）および前記下流反射体（１５）は、前記セル（２）の中央横断面に対して対称的に配置される、アルカリ金属蒸気セル。
【請求項３】
請求項１および２のいずれか１項に記載のアルカリ金属蒸気セル（２）において、
前記入力レーザビーム（５ａ、５ｂ）および／または前記出力レーザビーム（５ｄ、５ｅ）は、前記内部中間レーザビーム（５ｃ）と９０°の角度を成し、かつ／あるいは、前記入力レーザビーム（５ａ、５ｂ）および前記出力レーザビーム（５ｄ、５ｅ）は互いに平行を成す、アルカリ金属蒸気セル。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のアルカリ金属蒸気セル（２）において、
前記上流反射体（１４）および前記下流反射体（１５）は、互いに間隔を空け、それらの前記間隔（１６）は、前記内部中間レーザビーム（５ｃ）の軸（ＦＬＩＩ）に沿った前記光学キャビティ（１１）および前記セルの寸法を決定する、アルカリ金属蒸気セル。
【請求項５】
請求項４に記載のアルカリ金属蒸気セル（２）において、
前記上流反射体（１４）および前記下流反射体（１５）の前記間隔（１６）は、約３ｍｍおよび約９ｍｍの間、具体的には約４ｍｍおよび約８ｍｍの間、より具体的には約５ｍｍおよび約７ｍｍの間である、アルカリ金属蒸気セル。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のアルカリ金属蒸気セル（２）において、
前記上流光学窓（９）および前記下流光学窓（１０）は、前記セル（２）の同一の面に配置され、特に、同一のガラスプレートまたはウェハ（８）によって分離される２つの部分によって形成される、アルカリ金属蒸気セル。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のアルカリ金属蒸気セル（２）において、
前記入力レーザビーム（５ａ）を出射するレーザ（３）と前記出力レーザビーム（５）を受光する前記光検出器（４）とに関連する同一の面を有する、アルカリ金属蒸気セル。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載のアルカリ金属蒸気セル（２）において、
前記上流偏向手段（１７）は前記上流光学窓（９）と関連する回析手段であり、前記下流偏向手段（１８）は、必要に応じて前記下流光学窓（１０）と関連する回析手段とすることができる、アルカリ金属蒸気セル。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載のアルカリ金属蒸気セル（２）において、
前記反射体（１４、１５）と、前記偏向手段（１７、１８）、特に回折手段とは、前記レーザビーム（５）の経路中において前記レーザビーム（５）を円偏光状態に維持するように選択される、アルカリ金属蒸気セル。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載のアルカリ金属蒸気セル（２）において、
前記光学キャビティ（１１）において、前記光学キャビティ（１１）において、１つまたは複数の不必要なエリアの中への前記レーザビーム（５）の通過を抑制する１または複数のマスク（１９）をさらに有する、アルカリ金属蒸気セル。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のアルカリ金属蒸気セル（２）において、
前記上流反射体（１４）および前記下流反射体（１５）は、プレートまたはウェハ（７）を特にエッチングで成形することによって形成され、反射コーティング（２０）、具体的には金属、より具体的にはアルミニウムを有する、アルカリ金属蒸気セル。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のアルカリ金属蒸気セル（２）において、
前記光学キャビティ（１１）に加えて、セシウムのようなアルカリ金属のディスペンサ（２１）を受けるのに適した、前記光学キャビティ（１１）に隣接しかつ連結したディスペンサキャビティ（１２）を有し、前記セル（２）を封止した後で加熱することによって生成された前記アルカリ金属蒸気は、前記２つのキャビティ（１１、１２）間の前記連結部（１３）を介して前記光学キャビティ（１１）に向かい、その中に入るように移動する、アルカリ金属蒸気セル。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載のアルカリ金属蒸気セル（２）において、
前記光学キャビティ（１１）は、アルカリ金属蒸気およびバッファガスで満たされている、アルカリ金属蒸気セル。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれか１項に記載のアルカリ金属蒸気セル（２）において、
前記外部入力レーザビームを生成するための関連光学手段、特に１／４波長板（２２）およびコリメーティングレンズ（２３）を持つ、アルカリ金属蒸気セル。
【請求項１５】
請求項１ないし１４のいずれか１項に記載のアルカリ金属蒸気セル（２）において、
前記ハウジング（６）は、一方には、前記光学キャビティ（１１）の凹部（１１ａ）と、前記上流反射体（１４）と、前記下流反射体（１５）と、そして必要に応じて前記ディスペンサキャビティの凹部（１２ａ）と、前記２つのキャビティ（１１、１２）間の連結部（１３）の隙間領域（１３ａ）とを形成するために成形される成形可能プレートまたはウェハ（７）とを有し、他方には、前記上流光学窓（９）および前記下流光学窓（１０）を形成し、かつ、前記光学キャビティ（１１）と必要に応じて前記ディスペンサキャビティ（１２）とを塞ぐために、偏向手段（１７、１８）、特に回析手段と関連するガラスプレートまたはウェハ（８）を有し、前記ガラスプレートまたはウェハ（８）および前記凹形状プレートまたはウェハ（７）は、互いに対向して設けられ、特に陽極結合によって封止される、アルカリ金属蒸気セル。
【請求項１６】
請求項１ないし１５のいずれか１項に記載のアルカリ金属蒸気セル（２）において、
前記光学キャビティ（１１）の凹部と、前記上流反射体（１４）と、前記下流反射体と、可能であれば、前記ディスペンサキャビティの凹部（１２ａ）および前記２つのキャビティ（１１、１２）間の連結部（１３）の隙間領域（１３ａ）とを形成するためにエッチングされる成形可能なプレートまたはウェハ（７）を有し、前記上流反射体（１４）および前記下流反射体（１５）は、前記成形可能なプレートまたはウェハ（７）の構成材料の結晶面に沿ってエッチングされている、アルカリ金属蒸気セル。
【請求項１７】
請求項８に従属する請求項１６に記載のアルカリ金属蒸気セル（２）において、
前記上流反射体（１４）、前記下流反射体（１５）および前記光学キャビティ（１１）の凹部（１１ａ）を成形するために、５４．７°で前記結晶面［１１１］に沿ってピラミッド形状にエッチングされた成形可能プレートまたはウェハ（７）と、前記セル（２）の隣接する外縁に向かって１９．４８°の角度で回析する上流回析手段および可能であれば下流回析手段と組み合わせとを有する、アルカリ金属蒸気セル。
【請求項１８】
請求項１５ないし１７のいずれか１項に記載のアルカリ金属蒸気セル（２）の製造方法であって、
成形可能なプレートまたはウェハ（７）が準備され、前記光キャビティ（１１）の凹部（１１ａ）と、前記上流反射体（１４）と、前記下流反射体（１５）と、可能であればディスペンサキャビティ（１２）の凹部（１２ａ）および前記２つのキャビティ間の連結部（１３）の隙間領域（１３ａ）とを形成するように、特にエッチングで１つまたは複数の凹部を形成するように成形され、
前記上流光学窓（９）および前記下流光学窓（１０）を形成し、かつ、前記光学キャビティ（１１）および可能であれば前記キャビティディスペンサ（１２）を塞ぐのに適したガラスプレートまたはウェハ（８）が準備され、
前記凹形状プレートまたはウェハ（７）および前記ガラスプレートまたはウェハ（８）が互いに対向し、特に陽極結合によって互いに封止され、
前記光学キャビティ（１１）がアルカリ金属蒸気で満たされ、
前記ガラスプレートまたはウェハ（８）が偏向手段（１７、１８）、特に回析手段と関連する、製造方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載のアルカリ金属蒸気セル（２）の製造方法において、
エッチング可能なプレートまたはウェハ（７）が準備され、前記上流反射体（１４）、前記下流反射体（１５）および光学キャビティ（１１）の凹部を形成するために、ウェットエッチングすることによって５４．７°で前記結晶面［１１１］に沿ってピラミッド形状にエッチングされ、
前記ガラスプレートまたはウェハ（８）が偏向手段（１７、１８）、特に回析手段と関連する、製造方法。
【請求項２０】
請求項１８ないし１９のいずれか１項に記載のアルカリ金属蒸気セル（２）の製造方法において、
ディスペンサキャビティ（１２）が、光学キャビティ（１１）と隣接および連結して形成され、セシウムのようなアルカリ金属のディスペンサ（２１）が前記ディスペンサキャビティ（１２）内に配置され、さらに前記凹形状プレートまたはウェハ（７）および前記ガラスプレートまたはウェハ（８）は、互いに封止され、前記２つのキャビティ（１１、１２）間の前記連結部（１３）を介して前記光学キャビティ（１１）に向かい、その中に入るように移動するアルカリ金属蒸気が生成されるように加熱される、製造方法。
【請求項２１】
請求項１８ないし２０のいずれか１項に記載のアルカリ金属蒸気セル（２）の製造方法において、
１つまたは複数の不必要なエリア内への前記レーザビーム（５）の通過を抑制するために、前記光学キャビティ（１１）に１つまたは複数のマスク（１９）を配置することと、
反射コーティング（２０）、具体的には金属、より具体的にはアルミニウムを前記上流反射体（１４）および前記下流反射体上に配置することと、
前記光学キャビティ（１１）の中へバッファガスを導入することと、
前記外部入力レーザビーム（５）を成形するための光学手段、特に１／４波長板（２２）およびコリメーティングレンズ（２３）を前記アルカリ金属蒸気セル（２）と関連付けること、の少なくとも１つを含む、製造方法。
【請求項２２】
請求項１ないし１７のいずれか１項に記載のアルカリ金属蒸気セル（２）を有する原子時計（１）であって、
前記セル（２）に当てる外部入力レーザビーム（５ａ）を出射するレーザ（３）と、前記セル（２）から出た外部出力レーザビーム（５ｅ）を受光する光検出器（４）とをコンパクトに関連付ける、原子時計。
【請求項２３】
請求項２２に記載の原子時計（１）において、
前記入力レーザビーム（５ａ）を出射するレーザ（３）および前記出力レーザビームを受光する光検出器（４）は、関連する同じ側で前記セル（２）と関連付けられている、原子時計。
【請求項２４】
請求項２２および２３のいずれか１項に記載の原子時計（１）において、
前記入力レーザビーム（５ａ）および前記出力レーザビーム（５ｅ）は、互い平行にかつ隣同士に配置される、原子時計。
【請求項２５】
請求項２２ないし２４のいずれか１項に記載の原子時計（１）において、
前記レーザ（３）は、ＶＣＳＥＬ（vertical cavity laser：垂直共振器レーザ）である、原子時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスセルおよび原子時計の分野に関する。
【０００２】
より具体的には、典型的にはＣＳＡＣという略語で知られるチップスケール原子時計（chip-scale atomic clock）に適用される、非常に小さい（例えば、数ｃｍ3の体積を有する）アルカリ金属（セシウム）セルの分野に関する。このようなセルおよび原子時計は、「マイクロセル」または「マイクロクロック」と呼ばれている。以下の文章において、「マイクロ」という用語は、この文脈および意図を示すものとする。
【背景技術】
【０００３】
このようなマイクロクロックは、例えば、電気通信、航法および防衛での使用を意図している。しかし、当該アルカリ金属蒸気セルは、マイクロ磁気計およびマイクロジャイロスコープのようなセンサでも使用することができる。
【０００４】
ここで検討されるマイクロクロックは、ＣＰＴという略語で知られるコヒーレントポピュレーショントラッピングを用いた原子共鳴の原理に基づいている。
【０００５】
研究、特にＮＩＳＴ（National Institute of Standards and Technology）プログラムにおいて、２００４年以来、いくつかのＣＳＡＣの試作模型が作成された。さらに最近では、Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃｏｍ社は、１６ｃｍ3の体積と３５ｇの重さを有し、そして僅か１２０ｍＷの消費電力を有するＳＡ．４５Ｓとして知られるＣＳＡＣを商業的に発売した。
【０００６】
ＭＡＣ−ＴＦＣ共同事業の一環として、ＦＥＭＴＯ−ＳＴ（Franche-Comte Electronique Mecanique Thermique et Optique - Sciences et Technologie)研究所は、シリコン接合および陽極接合のＭＥＭＳ（MicroElectroMechanical Systems）加工を用いた、非常に小さいセシウム蒸気セル（数ｍｍ3）の設計や構築のために２００８年に活動を開始した。セルは、互いに間隔を空け、かつ互いに平行に配置された第１のガラスカバーと第２のガラスカバーによって両側が画定されている。セルは、局所的に加熱されたアルカリ金属ディスペンサを使用することによって、セシウムが充填された密封真空キャビティを形成し、陽極結合とセシウムの化学的性質との間の競合の問題を克服した（『Ｌ.Ｎｉｅｒａｄｋｏ、Ｃ.Ｇｏｒｅｃｋｉ、Ａ.Ｄｏｕａｈｉ、Ｖ.Ｇｉｏｒｄａｎｏ、Ｊ.Ｃ.Ｂｅｕｇｎｏｔ、Ｊ.Ｄｚｉｕｂａｎ、Ｍ.Ｍｏｒａｊａ、「微細加工されたセシウム蒸気セルの製造と実施の新しいアプローチ」ＪＯＵＲＮＡＬ  OF  ＭＩＣＲＯ−ＮＡＮＯＬＩＴＨＯＧＲＡＰＨＹ，ＭＥＭＳ，ＡＮＤ  ＭＯＥＭＳ、２００８年８月』参照）。このセルは、「透過型」と呼ばれる構成、すなわち、レーザ（この場合では、ＶＣＳＥＬという略語で知られる垂直空洞面発光レーザ）と、セル自体の両側の一方に位置する光検出器（フォトダイオード）とを有し、レーザビームは、第１のガラスカバーを介して入射し、第２のガラスカバーを介して出射するように、セルを端から端へと通過する。
【０００７】
先行技術は、欧州特許出願公開第０５５０２４０号明細書、欧州特許出願公開第２１５４５８６号明細書、欧州特許出願公開第２３６２２８２号明細書、米国特許第６２６５９４５号明細書、米国特許第６３２０４７２号明細書、米国特許出願公開第２００２／０１６３３９４号明細書、米国特許出願公開第２００９／０２５１２２４号明細書、特開２００７−１７８２７３号公報および特開２００７−１７８２７４号公報でも示されている。これらの文献では全て、上述したようなレーザビームがセルを通過する構成を有するが、それぞれ異なる配置のものが記載されている。
【０００８】
米国特許出願公開第２００５／００４６８５１号明細書は、既存のものよりも小型で、単純でかつ安価なＣＳＡＣを提供することを目的としている。これには、ＶＣＳＥＬおよび光検出器が一体化し、かつセルの第１の端部の位置で集合体を形成し、同時に平坦な反射面がセルの第２の端部に設けられ、その２つの端部が、平面状で、互いに間隔を空け、かつ互いに平行に配置される構成が記載されている。この構成では、ＶＣＳＥＬは、平坦な反射面に到達するために第１の時間にセルを通過し、その後、光検出器に到達するために第２の時間にセルを反対方向に通過する発散レーザビームを生成する。この構成には、発散レーザビームが必要となり、かつ反対方向にセルを通過する２つの経路をもたらすという欠点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、時計の構成要素の小型化、周波数安定性、消費電力および一体化の点で性能を改善する構成を有し、かつ、工場規模の生産のために、より簡単で、より正確で適切な組立工程を用いることで生成される、特にＣＳＡＣのような原子時計用に設計されたガスセル（アルカリ金属蒸気セル）が必要となる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
特許請求の範囲において特徴付けられる発明の説明を以下に記載する。
【００１１】
第１の態様によれば、本発明は、原子時計に含めるために特に意図されたアルカリ金属蒸気セルであって、前記セルに当てる外部入力レーザビームを出射するためのレーザと、前記セルから出た外部出力レーザビームを受光するための光検出器とに関連するように適合され、レーザビームが前記セルを通過し、前記セルは、一方には、上流光学窓および下流光学窓を有し、かつ、セシウムを含有する蒸気のようなアルカリ金属蒸気で満たされた光学キャビティを形成するハウジングを有し、他方には、前記光学キャビティ内に配置され、前記レーザビームを反射するための上流光学反射体および下流光学反射体を有するマイクロ光学手段を有し、前記２つの反射体は互いに相対的に傾いており、前記上流反射体は、前記外部入力レーザビームが内部入力レーザビームを形成するために上流窓を通過し、前記内部入力レーザビームが内部中間レーザビームを形成するために前記上流反射体で反射されて前記下流反射体に向けて偏向し、前記内部中間レーザビームが内部出力レーザビームを形成するために前記下流反射体で反射されて前記下流窓に向けて偏向し、前記内部出力レーザビームが外部出力レーザビームを形成するために前記下流窓を通過するように、前記上流窓の平面および前記入力レーザビームの軸に対して相対的に傾いており、前記セルは、前記上流反射体の上流に配置された、前記入力レーザビームを偏向するための上流偏向手段と、必要に応じて、前記下流反射体の下流に配置された、前記下流反射体によって反射された前記レーザビームを偏向するための下流偏向手段と、をさらに有し、前記偏向手段によって生成された偏向と前記関連する反射体によって生成された偏向とが組み合う、アルカリ金属蒸気セルに関する。
【００１２】
一実施形態では、前記上流反射体および前記下流反射体は、前記セルの中央横断面に対して対称的に配置される。
【００１３】
一実施形態では、前記入力レーザビームおよび／または前記出力レーザビームは、前記内部中間レーザビームと９０°の角度を成し、かつ／あるいは、前記入力レーザビームおよび前記出力レーザビームが互いに平行を成す。
【００１４】
一実施形態では、前記上流反射体および前記下流反射体は、互いに間隔を空け、それらの前記間隔は、前記内部中間レーザビームの軸に沿った前記光学キャビティおよび前記セルの寸法を決定する。
【００１５】
一実施形態では、前記上流反射体および前記下流反射体の間隔は、所望のＣＰＴ信号の強度に応じて選択される。
【００１６】
一実施形態では、前記上流反射体および前記下流反射体の前記間隔は、約３ｍｍおよび約９ｍｍの間、具体的には約４ｍｍおよび約８ｍｍの間、より具体的には約５ｍｍおよび約７ｍｍの間である。
【００１７】
一実施形態では、前記上流光学窓および前記下流光学窓は、前記セルの同一の面に配置され、特に、同一のガラスプレートまたはウェハによって分離される２つの部分によって形成される。
【００１８】
一実施形態では、前記アルカリ金属蒸気セルは、前記入力レーザビームを出射するレーザと前記出力レーザビームを受光する前記光検出器とに関連する同一の面を有する。
【００１９】
一実施形態では、前記アルカリ金属蒸気セルは、前記上流反射体の上流に設けられた、前記入力レーザビームを偏向するための上流偏向手段と、必要に応じて、前記下流反射体の下流に設けられた、前記下流反射体によって反射されたレーザビームを偏向するための下流偏向手段とをさらに有し、前記偏向手段は、前記偏向手段によって生成された偏向と、関連付けられた反射体によって生成された偏向とを組み合わせるために設けられる。特に、前記上流偏向手段は前記上流光学窓と関連する回析手段であり、前記下流偏向手段は、必要に応じて前記下流光学窓と関連する回析手段とすることができる。
【００２０】
一実施形態では、前記反射体と、必要に応じて偏向手段、特に回析手段は、前記レーザビームの経路中において、前記レーザビームを円偏光に維持するように選択される。
【００２１】
一実施形態では、前記アルカリ金属蒸気セルは、前記光学キャビティにおいて、１つまたは複数の不必要なエリア内への前記レーザビームの通過を抑制する１つまたは複数のマスクをさらに有する。
【００２２】
一実施形態では、前記上流反射体および前記下流反射体は、プレートまたはウェハを特にエッチングで成形することによって形成し、反射コーティング、具体的には金属、より具体的にはアルミニウムを有する。
【００２３】
一実施形態では、前記アルカリ金属蒸気セルは、前記光学キャビティに加えて、セシウムのようなアルカリ金属のディスペンサを受けるのに適した、前記光学キャビティに隣接しかつ連結したディスペンサキャビティを有し、前記セルを封止した後で加熱することで生成された前記アルカリ金属蒸気は、２つのキャビティ間の連結部を介して前記光学キャビティに向かい、その中に入るように移動する。
【００２４】
一実施形態では、前記光学キャビティは、アルカリ金属蒸気およびバッファガスで満たされている。
【００２５】
一実施形態では、前記アルカリ金属蒸気セルは、前記外部入力レーザビームを成形するための関連光学手段、特に１／４波長板およびコリメーティングレンズを有する。
【００２６】
一実施形態では、前記ハウジングは、一方には、前記光学キャビティの凹部と、前記上流反射体と、前記下流反射体と、そして必要に応じて前記ディスペンサキャビティの凹部と、前記２つのキャビティ間の連結部の隙間領域とを形成するために成形される成形可能プレートまたはウェハとを有し、他方には、前記上流光学窓および前記下流光学窓を形成し、かつ、前記光学キャビティと必要に応じて前記ディスペンサキャビティとを塞ぐために、偏向手段、特に回析手段と関連するガラスプレートまたはウェハを有し、前記ガラスプレートまたはウェハおよび前記凹形状プレートまたはウェハは、互いに対向して設けられ、特に陽極結合によって封止される。
【００２７】
一実施形態では、前記アルカリ金属セルは、リセスエッチングされた成形可能なプレートまたはウェハを有し、前記上流反射体および前記下流反射体は、前記成形可能なプレートまたはウェハの構成材料の結晶面に沿ってエッチングされている。
【００２８】
一実施形態では、前記アルカリ金属蒸気セルは、前記上流反射体、前記下流反射体および前記光学キャビティの凹部を成形するために、５４．７°で前記結晶面［１１１］に沿ってピラミッド形状にエッチングされた成形可能プレートまたはウェハと、前記セルの隣接する外縁に向かって１９．４８°の角度で回析する上流回析手段および可能であれば下流回析手段の組み合わせと、を有する。
【００２９】
第２の態様によれば、本発明は、今説明したようなアルカリ金属蒸気の製造方法であって、
成形可能なプレートまたはウェハが準備され、前記光キャビティの凹部と、前記上流反射体と、前記下流反射体と、可能であればディスペンサキャビティの凹部および前記２つのキャビティ間の連結部の隙間領域とを形成するように、特にエッチングで１つまたは複数の凹部を形成するように成形され、
前記上流光学窓および前記下流光学窓を形成し、かつ、前記光学キャビティおよび可能であれば前記キャビティディスペンサを塞ぐのに適したガラスプレートまたはウェハが準備され、
前記凹形状プレートまたはウェハおよび前記ガラスプレートまたはウェハが互いに対向し、特に陽極結合によって互いに封止され、
前記光学キャビティがアルカリ金属蒸気で満たされ、
前記ガラスプレートまたはウェハが偏向手段、特に回析手段と関連する。
【００３０】
当該アルカリ金属蒸気セルの製造方法の一実施形態によれば、
エッチング可能なプレートまたはウェハが準備され、前記上流反射体、前記下流反射体および光学キャビティの凹部を形成するために、ウェットエッチングすることによって５４．７°で前記結晶面に沿ってピラミッド形状にエッチングされ、
前記ガラスプレートまたはウェハが偏向手段、特に回析手段と関連する。
【００３１】
当該アルカリ金属蒸気セルの製造方法の一実施形態によれば、ディスペンサキャビティが、光学キャビティと隣接および連結して形成され、セシウムのようなアルカリ金属のディスペンサが前記ディスペンサキャビティ内に配置され、さらに前記凹形状プレートまたはウェハおよび前記ガラスプレートまたはウェハは、互いに封止され、前記２つのキャビティ間の前記連結部を介して前記光学キャビティに向かい、その中へ入るように移動するアルカリ金属蒸気が生成されるように加熱される。
【００３２】
当該アルカリ金属蒸気セルの製造方法の一実施形態によれば、この方法は、
１つまたは複数の不必要なエリア内への前記レーザビームの通過を抑制するために、前記光学キャビティに１つまたは複数のマスクを配置することと、
反射コーティング、具体的には金属、より具体的にはアルミニウムを前記上流反射体および前記下流反射体上に配置することと、
前記光学キャビティの中へバッファガスを導入することと、
前記外部入力レーザビームを成形するための光学手段、特に１／４波長板およびコリメーティングレンズを前記アルカリ金属蒸気セル２と関連付けること、の少なくとも１つを含む。
【００３３】
第３の態様によれば、本発明は、上述したようなアルカリ金属蒸気セルを有する原子時計に関連し、前記セルに当てる外部入力レーザビームを出射するレーザと、前記セルから出た外部出力レーザビームを受光する光検出器とをコンパクトに関連付ける。
【００３４】
一実施形態では、前記セルに当てる外部入力レーザビームを出射するレーザと、前記セルから出た外部出力レーザビームを受光する光検出器とをコンパクトに関連付ける。
【００３５】
一実施形態では、前記入力レーザビームを出射するレーザおよび前記出力レーザビームを受光する光検出器は、関連する同じ側で前記セルと関連付けられている。
【００３６】
一実施形態では、前記入力レーザビームおよび前記出力レーザビームは、互い平行にかつ隣同士に配置される。
【００３７】
一実施形態では、前記レーザは、ＶＣＳＥＬ（vertical cavity laser：垂直共振器レーザ）である、原子時計。
【発明の効果】
【００３８】
先行技術と比較した場合、本発明の効果は、アルカリ金属（セシウム）蒸気を用いたガスセルおよび原子時計（ＣＳＡＣ）のようなガスセルを組み込んだシステムにおいて、工場規模の生産のための、より簡単で、より正確でかつ適切な組立工程により、構成要素の小型化、周波数安定性、消費電力および統合の点で性能が改良されたことにある。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１Ａ】１つのディスペンサキャビティを有する場合における本発明によるアルカリ金属（セシウム）蒸気を有するガスセルの原理を単に説明するために提供される横断面に対応する図であり、セルに関連するレーザおよび光検出器は示されておらず、動作中にセルを通過するレーザビームが示されている。この図は、特に、上流光学窓、下流光学窓、アルカリ金属蒸気で満たされた光学キャビティ、反射コーティングを有する上流光学反射体および下流光学反射体、上流光学窓および下流光学窓がセルの同じ面に配置されていること、および、上流光学窓および下流光学窓に関連する回折手段を示す。この図では、ディスペンサキャビティ、光学キャビティおよびレーザビームの偏向を全て同じ図面で示すために、ディスペンサキャビティは光学キャビティの長さ方向の延長部内に（故意に不自然な方法で）配置されている。
【図１Ｂ】垂直方向に沿った断面図であり、ディスペンサのキャビティと、プレートまたはウェハをエッチングすることで形成され、かつ、対称に配置される上流光学反射体および下流光学反射体とを有するセルの物理的に可能な実装を示す。この断面図は図１ＣのＢＢ線に沿っている。１つの物理的な実装を示しているこの図において、ディスペンサキャビティは光学キャビティの幅方向の延長部に配置される。
【図１Ｃ】垂直方向に沿った断面図であり、ディスペンサのキャビティと、プレートまたはウェハをエッチングすることで形成され、かつ、対称に配置される上流光学反射体および下流光学反射体とを有するセルの物理的に可能な実装を示す。この断面図は図１ＢのＣＣ線に沿っている。１つの物理的な実装を示しているこの図において、ディスペンサキャビティは光学キャビティの幅方向の延長部に配置される。
【図２】本発明のアルカリ金属（セシウム）蒸気ガスセル、セルに関連するレーザおよび光検出器、および、動作中のセルを通過するレーザビームの経路を有する、本発明によるＣＳＡＣ原子時計を示す横断面図である。
【図３Ａ】所望のＣＰＴ信号の強さに応じて上流反射体および下流反射体の間隔を変化させる可能性を実証するために、上流光学反射体および下流光学反射体と、それらの間の間隔、並びに、レーザビームを示す純粋な略図である。
【図３Ｂ】所望のＣＰＴ信号の強さに応じて上流反射体および下流反射体の間隔を変化させる可能性を実証するために、上流光学反射体および下流光学反射体と、それらの間の間隔、並びに、レーザビームを示す純粋な略図である。
【図４】光学キャビティの凹部、上流反射体および下流反射体を形成するように成形された凹形状のプレートまたはウェハを示す横断面図である。
【図５Ａ】図４のプレートまたはウェハの斜視図であり、結晶面（crystal planes）［１１１］に沿ってエッチングしたピラミッド状の凹部を示す。
【図５Ｂ】図４のプレートまたはウェハの斜視図であり、光学キャビティ、ディスペンサキャビティおよび隙間伝達領域のエッチングされた凹部を示す。
【図６】上流反射体よりも上流に設けられた、入力レーザビームを偏向するための上流偏向手段と組み合わされた上流光学反射体および下流反射体と、偏向手段によって生成される偏向は関連する反射体によって生成された偏向と組み合わされるように、下流反射体の下流に設けられた、下流反射体によって反射されたレーザビームを偏向するための下流偏向手段とを、レーザビームと共に示す横断面図である。
【図７Ａ】１つまたは複数の不必要なエリア内へのレーザビームの通過を抑制するマスクと組み合わされた上流光学反射体および下流光学反射体をレーザビームと共に示す相似横断面図である。
【図７Ｂ】１つまたは複数の不必要なエリア内へのレーザビームの通過を抑制するマスクと組み合わされた上流光学反射体および下流光学反射体をレーザビームと共に示す相似横断面図である。
【図８】上流偏向（回析）手段および下流偏向（回析）手段を有する、セルのガラスプレートまたはウェハと、外部入力レーザビームを成形するための光学手段、すなわち１／４波長板およびコリメーティングレンズをレーザビームと共に示す横断面図である。
【図９Ａ】図１Ａで表されたようなセルの製造方法の連続するステップ、より具体的には、セル自体の生成を示す。
【図９Ｂ】図１Ａで表されたようなセルの製造方法の連続するステップ、より具体的には、回折格子の生成を示す。
【図９Ｃ】図１Ａで表されたようなセルの製造方法の連続するステップ、より具体的には、セル自体と回折格子の組立体を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明のいくつかの実施形態を、実施例とともに、図面を参照して詳細に説明する。
【００４１】
コヒーレントポピュレーショントラッピング（ＣＰＴ）による原子共鳴の原理に基づくチップスケール原子時計１（ＣＳＡＣ）は、図２で概略的に示されているように、セル２に当てる外部入力レーザビームを出射するためのレーザ（ここでは、垂直共振器面発光 レーザ（ＶＣＳＥＬ））に関連するアルカリ金属（セシウム）蒸気セル２と、セル２から出た外部出力レーザビームを受光するための光検出器４とを有する。レーザビームは、符号５で示される。
【００４２】
示されたように、図１Ａのダイアグラムは、セル２の原理を説明することができ、図１Ｂおよび図１Ｃは、可能な実施形態におけるセル２を表す。
【００４３】
セル２は、ハウジング６を有する。ハウジング６は、元の未成形状態か、１つまたは複数の凹部を有するように成形されている成形状態かによって、「成形可能プレートまたはウェハ７」または「凹形状プレートまたはウェハ７」と呼ばれるプレートまたはウェハ７を含む。また、ハウジング６は、単一のプレートまたは重なり合った複数のプレートで形成されるガラスプレートまたはウェハ８を含む。
【００４４】
凹形状プレートまたはウェハ７およびガラスプレートまたはウェハ８は、互いに対向して配置される。
【００４５】
これらは、特に陽極結合によって安全かつ液密に共に封止されている。
【００４６】
ハウジング６は（したがって、セル２にも拡張されるが）、平行六面体状または円筒状の外形または他の形状を有してもよい。ハウジング６は、一般的に、１ｃｍ3または数ｃｍ3のオーダの体積を有し、平坦かつ小型である。ここでは、軸ＸＸと、２つの垂直な断面、すなわち、図１Ｃの平面（および光学キャビティ１１の中央平面）である第１の断面Ｑおよび図１Ｂの平面である第２の中心断面Ｒとがある。
【００４７】
これにより、セル２は、セル２の同一の面に配置された上流光学窓９および下流光学窓１０を有し、ガラスプレートまたはウェハ８によって互いに分離された２つの部分によって形成される。
【００４８】
さらにセル２は、セシウムを含む蒸気のようなアルカリ金属蒸気と、可能であればバッファガスとで満たされた光学キャビティ１１を形成する。
【００４９】
図１Ａのブロックダイアグラムと、図１Ｂおよび図１Ｃの物理的な実施例（他の実施例を排除するものではない）とによって示される実行可能な事例によれば、セル２は、光学キャビティ１１に加えて、光学キャビティ１１と隣接し、かつ連結部１３を介して光学キャビティ１１と連結しているディスペンサキャビティ１２を有する。純粋にセル２の原理を説明するために示されたように、ディスペンサキャビティ１２は、光学キャビティ１１の長さ方向の延長部内に配置されるように、図１Ａのダイアグラムでは表されている。しかしながら、図１Ｂおよび図１Ｃにて示されたようにセル２の物理的な実装においては、ディスペンサキャビティ１２は、実際には、光学キャビティ１１の幅方向の延長部内に配置される。
【００５０】
これにより、図５Ａおよび図５Ｂと、特に図９Ａのダイアグラム（ｂ）、（ｄ）および（ｅ）に示されたように、凹形状プレートまたはウェハ７は、光学キャビティ１１のための凹部１１ａと、本実施形態では示されているが必須ではない、ディスペンサキャビティ１２のための凹部１２ａとを有する。凹部１１ａ、可能であれば凹部１２ａそして可能であれば隙間領域１３は、ガラスプレート（またはウェハ８）が取り付けられる、プレートまたはウェハ７の基準正面Ｓに対して相対的であるとする。
【００５１】
セル２は、光学キャビティ１１に配置されたマイクロ光学手段をさらに有する。
【００５２】
マイクロ光学手段は、上流光学反射体１４および下流光学反射体１５を有する。
【００５３】
これらの２つの反射体１４および１５は平面である。
【００５４】
これらは、これらが偏向するレーザビーム５に関連している。
【００５５】
「上流」および「下流」という用語は、レーザビームの方向を指す。
【００５６】
（２つの反射体１４および１５の面に垂直な軸ＲＡＭおよびＲＡＶのそれぞれの）２つの反射体１４および１５は、互いに相対的に傾いており、これは、光学反射体１４および１５の軸ＲＡＭおよびＲＡＶが互いに相対的に傾いていることを意味するとする。
【００５７】
表されたこの実施形態では、２つの軸ＲＡＭおよびＲＡＶの間の角度は７０．５°である。
【００５８】
上流光学反射体１４は、上流光学窓９（その結果、およびガラスプレートまたはウェハ８）の面Ｐとセル２内の内部入力レーザビーム５の軸ＦＬＩＥの両方に対して傾いている。
【００５９】
符号５によって一般的に示されるレーザビームは、レーザ３と光検出器４との間において上流から下流に向かっていくつかの連続したセクションを含む。それらのセクションは、
光軸ＦＬＥＥを有する、レーザ３および上流窓９の間の外部入力レーザビーム（セクション）５ａ、
光軸ＦＬＩＥを有する、上流窓９および上流反射体１４の間の内部入力レーザビーム（セクション）５ｂ、
光軸ＦＬＩＩを有する、上流反射体１４および下流反射体１５の間の内部中間レーザビーム（セクション）５ｃ、
光軸ＦＬＩＳを有する、下流反射体１５および下流窓１０の間の内部出力レーザビーム（セクション）５ｄ、
光軸ＦＬＥＳを有する、下流窓１０および光検出器４の間の外部出力レーザビーム（セクション）５ｅ、
である。
【００６０】
本文中では、「レーザビーム」という用語は、読み易くするために、「レーザビームセクション」の表現の代わりに使用される。
【００６１】
内部入力レーザビーム５ｂは上流反射体１４で反射されて、下流反射体１５の方へ偏向され、
内部中間レーザビーム５ｃは下流反射体１５で反射されて、下流窓１０の方へ偏向され、
内部出力レーザビーム５ｄは下流窓１０を通過するように、
上流光学反射体１４および下流光学反射体１５は互いに相対的に傾き、上流反射体１４は、上流窓９の面Ｐと内部入力レーザビーム５ｂの軸ＦＬＩＥに対して相対的に傾き、下流反射体１５は、下流窓１０の平面Ｐと相対的に傾いている。
【００６２】
このように、これは、レーザビーム５の所望の経路であり、相互にかつ光学窓９および１０に対して相対的に光学反射体１４および１５の位置を決定する、レーザビームの構成セクションの相対的な位置である。
【００６３】
示された実施形態では、上流反射体および下流反射体は、セル２の第２の横方向の中心面Ｒに対して対称に配置され、これは軸ＲＡＭおよびＲＡＶもこの面に対して対称であることを意味する。
【００６４】
示された実施形態では、上流反射体および下流反射体は、外部入力レーザビーム５ａまたは内部入力レーザビーム５ｂ、および、外部出力レーザビーム５ｅまたは内部出力レーザビーム５ｄが内部中間レーザビーム５ｃに対して９０°の角度を成すように配置される。
【００６５】
さらに、示された実施形態では、上流反射体１４および下流反射体１５は、外部入力レーザビーム５ａおよび外部出力レーザビーム５ｅが互いに平行になるように配置される。したがって、原子時計１は、外部入力レーザビーム５ａおよび外部出力レーザビーム５ｅが上流反射体１４と下流反射体１５との間の間隔１６に相当する間隔で互いに平行になるようなものである。
【００６６】
レーザビーム５の他のものとの相対的な角度や、それらの平行性は、レーザビームセクションの軸の角度または平行性であるとする。
【００６７】
上述したようにセル２の構成によれば、上流反射体１４および下流反射体１５は、内部中間レーザビームの光軸ＦＬＩＩと平行な方向Ｄの間隔１６を空けて、光学キャビティ１１内で互いに離れている。
【００６８】
間隔１６は、所望のＣＰＴ信号の長さに従って選択される。
【００６９】
要求や可能な実施形態に応じて、間隔１６は、約３ｍｍから約９ｍｍの間となる。特に間隔１６は、約４ｍｍから約８ｍｍの間であってもよい。さらに言えば、間隔１６は、約５ｍｍから約７ｍｍの間であってもよい。
【００７０】
上述した構成では、セル２は、レーザ３および光検出器４に関連した同一の側面２ａ、すなわち、ガラスプレートまたはウェハ８の側面、または凹形状プレートまたはウェハ７が設けられた側とは反対の面を有する。このように原子時計１は、外部入力レーザ５ａを出射するレーザ３と外部出力レーザビーム５ｅを受光する光検出器が前記セルの同一の側面２ａ、すなわち、ガラスプレートまたはウェハ８の側面、または凹形状プレートまたはウェハ７が設けられた側とは反対の面に関連するようになっている。
【００７１】
図面（特に、図４、５Ａおよび５Ｂと、図９のダイアグラム（ｂ）、（ｃ）および（ｄ））で表された実施形態では、凹形状プレートまたはウェハ７は、光学キャビティ１１の凹部１１ａと、上流反射体１４と、下流反射体１５と、可能であればディスペンサ１２の凹キャビティ１２ａと、２つのキャビティ１１および１２間の連結部１３を形成するための適切な隙間領域１３ａとを形成するように成形される。
【００７２】
より具体的には、上流反射体１４および下流反射体１５は、成形可能プレートまたはウェハ７の構成材料における選択された結晶面に沿ってエッチングされる。
【００７３】
シリコンプレートまたはウェハ７の場合、これは、結晶面［１１１］に沿って、図５で示されたように、基準正面Ｓから始めてピラミッド形状にエッチングされてもよい。このような結晶面は、面１５に対して相対的に５４．７°傾いている。このように上流反射体１４および下流反射体１５は、結晶面［１１１］の傾きを有するように形成される。
【００７４】
本発明は、この反射体１４および１５の実施形態に限定されない。
【００７５】
ある実施形態では、上流反射体１４および下流反射体１５、またはそれらの平面は、レーザビーム５の経路が記載されたものにならないように、面Ｓに対して相対的に４５°、および、互いに９０°傾いていない。
【００７６】
したがって、この実施形態では、図、特に図６で示したように、セル２は、上流反射体１４の上流に位置する、外部入力レーザビーム５ａを偏向するための上流偏向手段１７をさらに有するように配置されてもよい。
【００７７】
対称性の理由から、図、これも特に図６並びに図９Ｂのダイアグラム（ｂ’）および（ｂ’’）で示したように、セル２は、下流反射体１５の下流に位置する、内部出力レーザビーム５ｄを偏向するための下流偏向手段１８も有する。
【００７８】
これにより、偏向手段１７および１８によって生成される偏向は、それぞれ反射体１４および１５によって生成される偏向と組み合わせられる。
【００７９】
一実施形態では、偏向手段１７、１８は、上流光学窓９、下流光学窓１０に関連する回折手段である。
【００８０】
これらの回折格子は、反射体１４および１５の幾何学的形状に依存するレーザビームの幾何学的形状に応じて決定される。
【００８１】
このように、５４．７°で結晶面［１１１］に沿ってエッチングされたシリコンプレート（またはウェハ７）を有するセル２の場合、１９．４８°の角度でセル２における隣接する外縁部に向かう回析のための上流回析手段１７が提供される。示されたように、対称性の理由のため、下流回析手段１８も１９．４８°の角度でセル２における隣接する外縁部に向かう回折のために提供される。
【００８２】
さらに反射体１４および１５と、必要に応じて偏向／回折手段１７および１８とは、その経路上において、レーザビーム５の円偏光を維持するように選択される。
【００８３】
ある実施形態では、図７Ａおよび図７Ｂと図９Ａのダイアグラム（ｈ）で示されたように、セル２は、１つまたは複数の不必要なエリアの中へのレーザビーム５の通過を抑制するための１つまたは複数のマスク１９が光学キャビティ１１の中に有するように提供できる。ある実施形態では、このようなマスク１９は、反射体１４および１５に配置されるか（図７Ａ）、または、軸方向ＸＸに反射体１４および１５から離れて配置される（図７Ｂ）。
【００８４】
ある実施形態では、図１Ａおよび図２と図９Ａのダイアグラム（ｆ）で示されたように、上流反射体１４および下流反射体１５は、特に金属、より具体的にはアルミニウム製の反射コーティング２０を有するが、この実施形態は他の実施形態を排除するものではない。
【００８５】
示されたように図１Ａのブロックダイアグラム、図１Ｂおよび図１Ｃの物理的な実施形態、および図９Ａのダイアグラム（ｄ）、（ｅ）および（ｆ）で示された一つの可能性によれば、凹形状プレートまたはウェハ８は、セル２がディスペンサキャビティ１２を提供するような凹部１２ａを有する。このディスペンサキャビティ１２は、セシウムのようなアルカリ金属のディスペンサ２１を受けるのに適している（図９Ａのダイアグラム（ｇ）参照）。図１Ｂおよび図５Ｂに示されたように、ディスペンサキャビティ１２は、光学キャビティ１１の幅方向の延長部に配置され、（それは方向Ｄと平行に延びることを意味し）、特に、方向Ｄに沿って、光学反射体１４および１５からずれた、セル２およびハウジング６の長さ方向の中央部に配置される。
【００８６】
この配置では、アルカリ金属蒸気は、セルが封止された後に熱によって生成され、２つのキャビティ１２および１１の間の連結部１３を介して光学キャビティ１１に向かい、その中に入るように移動する。
【００８７】
図５Ｂで示したように、連結部１３は、方向Ｄに沿って、光学反射体１４および１５からずれた、セル２およびハウジング６の長さ方向の中央部に配置される。図１Ａのブロックダイアグラムは、上流光学反射体１４の近傍にあるような連結部１３を不自然に示しており、一方、図１Ｂおよび図１Ｃで示されている物理的な実施形態では、連結部１３は、ディスペンサキャビティ１２と同様に、方向Ｄに沿って、光学反射体１４および１５からずれた、セル２および６の長さ方向の中央部に配置される。
【００８８】
ディスペンサキャビティで受けるディスペンサを備えるセルの設計は、従来技術から知られており、当業者が備えている技能の範囲内である。
【００８９】
本発明は光学キャビティ１１を満たすこのモードに制限されない。
【００９０】
図８に示すような一実施形態では、セル２は、外部入力レーザビーム５ａを成形するための光学手段、特に、１／４波長板２２およびコリメーティングレンズ２３に関連している。
【００９１】
本発明は、上述したようなセル２、このセル２を有する原子時計１、および、さらにこのようなセル２の製造方法に関する。
【００９２】
この方法は、図９Ａ、９Ｂおよび図９Ｃによって示されているが、他の方法を排除しない。
【００９３】
この方法の連続するステップを示す、図９Ａの連続するダイアグラム（ａ）から（ｆ）にて示されたように、成形可能なプレートまたはウェハ７は、１つまたは複数の凹部を形成するように成形、特に、光学キャビティ１１の凹部１１ａと、上流反射体１４と、下流反射体１５と、可能であればディスペンサキャビティ１２の凹部１２ａおよび２つのキャビティ１１、１２間の連結部１３の隙間領域１３ａとを形成するようにエッチングされる。可能であれば、可能であれば、ディスペンサキャビティ１２の凹部１２ａと隙間領域１３ａとは、光学キャビティ１１の凹部１１ａの作成とは別に、ドライエッチングによって作成されてもよい。
【００９４】
ある実施形態では、この方法はまた、光検出器１１への１つまたは複数のマスク１９の導入と、上流反射体１４および下流反射体１５への反射コーティング２０の配置とを有する。
【００９５】
ある実施形態では、この方法はまた、凹部１２ａ内にディスペンサ２１を配置するステップを含む。
【００９６】
ガラスプレート（またはウェハ８）が設けられており、これは、光学キャビティ１１およびディスペンサキャビティ１２を形成するために、光学キャビティ１１ａの凹部およびディスペンサキャビティ１２ａの凹部を塞ぐために使用される（図９Ａのダイアグラム（ｇ）参照）。
【００９７】
この目的のために、凹形状プレートまたはウェハ７およびガラスプレートまたはウェハ８は、互いに対向し、特に陽極結合によって互いに封止される。
【００９８】
次に、光学キャビティは、特にディスペンサキャビティ１２内のディスペンサ２１で示されたように、選択されたプロセスに基づいて、アルカリ金属蒸気と適切な場合にはバッファガスとで満たされる。
【００９９】
偏向手段１７および１８、特に回折手段が必要かつ提供されている場合、それらはこの観点における方法の連続するステップを示す図９Ｂの連続するダイアグラムによって示されるように、組み立てられる。この実施形態では、ガラスプレートまたはウェハ８が提供され、偏向手段１７および１８、特に回折手段はガラスプレートまたはウェハ８上に成形される。
【０１００】
そして、図９Ｃの連続するダイアグラムにて示されるように、セル２を塞ぎかつマスク１９を含むガラスプレートまたはウェハ上に、偏向手段１７および１８、特に回折手段を備えたガラスプレートまたはウェハが組み立てられて固定される。
【０１０１】
一実施形態では、エッチング可能なシリコンプレートまたはウェハ７が提供され、図５で示されたように、上流反射体１４、下流反射体１５および光学キャビティの凹部１１ａを形成するようにウェットエッチングによって５４．７°で結晶面［１１１］にそってピラミッド状にエッチングされる。偏向／回析手段１７および１８は、ガラスプレートまたはウェハ８に関連する。
【０１０２】
セル２がディスペンサキャビティ１２を有する場合、図９Ａに示されたように、この方法では、前記ディスペンサキャビティ１２が光学キャビティと隣接するように形成され、また、２つのキャビティ間の連結部１３を与える隙間領域が生成され、ディスペンサ２１がディスペンサキャビティ１２の凹部１２ａに置かれる。そして、凹形状プレートまたはウェハ７およびガラスプレートまたはウェハ８は互いに封止され、アルカリ金属蒸気が生成され、２つのキャビティ１１および１２間の連結部１３を介して光学キャビティ１１に向かい、その中に入るように移動するように加熱される。
【０１０３】
この方法は、セル２に、外部入力レーザビーム５ａを成形するための光学手段２、特に１／４波長板２２およびコリメーティングレンズ２３を関連付ける操作を含んでもよい。
【図１Ａ】
2015537373.tif 000003
【図１Ｂ】
2015537373.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2015537373.tif 000011
【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
2015537373.tif 000014
【図８】
2015537373.tif 000015
【図９Ａ】
2015537373.tif 000016
【図９Ｂ】
2015537373.tif 000017
【図９Ｃ】
2015537373.tif 000018
【国際調査報告】
2015537373.tif 000019
2015537373.tif 000020
2015537373.tif 000021
2015537373.tif 000022
2015537373.tif 000023
2015537373.tif 000024