[发明专利]一种高规整度原子气室制造方法

说明书

本发明属于光学精密加工技术，涉及一种高规整度原子气室的制造方法。本发明高规整度原子气室制造方法，在室温下，利用低温键合技术将事先加工好的气室支架与光学窗口依次键合，并加工原子气室加热面和冲排气嘴，形成高规整度气室。相对于现有原子气室制造方法，大幅提高气室的规整度，降低气室形状不规整引入的各项误差，同时减小激光波前畸变，具有加工精度高、对称性好、表面质量好的优点。

技术领域

本发明属于光学精密加工技术，涉及一种高规整度原子气室的制造方法。

背景技术

原子气室作为角速率敏感单元，是核磁共振陀螺的核心部件。陀螺在原子气室中完成工作原子的制备、操控以及信号的检测，原子气室的性能从源头上决定了陀螺的性能。

常规原子气室制造通常采用玻璃吹制、激光焊接或熔接工艺，这些技术都涉及整体或局部高温，通过玻璃高温形变实现气室成型或密封，会引起气室内外轮廓不规整(结构尺寸误差超过0.3mm)、局域区域高温形变(特别是气室内腔的4个角)、气室窗口表面质量差(面形一般大于λ/2)，从而导致气室安装精度低、光束波前畸变等误差，特别是气室不规整会导致气室内极化原子产生的固有磁场无法完全抵消，引起磁共振线增宽，同时也会限制碱金属极化甚至惰性气体最终极化量级，必须通过新方法来得到改善。

发明内容

本发明的目的：提供一种高规整度原子气室的制造方法，大幅度提高气室的规整度，降低气室形状不规整引入的各项误差，减小激光波前畸变。

本发明的技术方案：一种高规整度原子气室制造方法，在室温下，利用低温键合技术将事先加工好的气室支架与光学窗口依次键合，并加工原子气室加热面和冲排气嘴。

所述的高规整度原子气室制造方法，其具体步骤如下：

步骤1：工件准备

检查第一光学窗口1、第二光学窗口2、第一支架3和第二支架4所有工作面满足低温键合要求；

步骤2：键合第一支架3、第二支架4

将第一支架3、第二支架4的底面低温键合在第一光学窗口1上；

步骤3：研抛第一键合面5

研抛第一支架3和第二支架4的第一键合面5至满足键合要求；

步骤4：键合第一光学窗口1

将第一光学窗口1低温键合在第一键合面5上；

步骤5：研抛第二键合面6

研抛第一支架3和第二支架4及第一光学窗口1侧面的第二键合面6至满足键合要求；

步骤6：键合第二光学窗口2

将第二光学窗口3低温键合在第二键合面6上；

步骤7：研抛第三键合面7

研抛第一支架3和第二支架4及第一光学窗口1另一侧面的第三键合面7满足键合要求；

步骤8：键合第二光学窗口2

将第二光学窗口2低温键合在第三键合面7上；

步骤9：固化

对键合好的工件进行固化；

步骤10：外表面处理

对工件外进行研抛以提高尺寸精度，对窗口进行镀膜以提高透过率；

步骤11：减薄

对工件包含第一光学窗口1、第二光学窗口2、第一支架3的一侧进行减薄，形成气室加热面8；

步骤12：铣型