一種超薄型的芯片原子鐘物理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種芯片原子鐘物理系統(tǒng)，具體的說，是涉及一種超薄型的芯片原子鐘物理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]人們?nèi)粘Ｉ钚枰罍?zhǔn)確的時間，生產(chǎn)、科研上更是如此。目前，世界上最準(zhǔn)確的計時工具就是原子鐘。原子鐘是利用原子吸收或釋放能量時發(fā)出的電磁波進(jìn)行計時。芯片級原子鐘是原子鐘的一種，其被廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域中，然而，現(xiàn)有技術(shù)中，芯片級原子鐘主要存在結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)、強(qiáng)度低、制作成本高等缺陷，限制了芯片級原子鐘推廣使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低的超薄型的芯片原子鐘物理系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明中英文注釋如下:
VCSEL:垂直腔面發(fā)射激光器；
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種超薄型的芯片原子鐘物理系統(tǒng)，包括LCC底座，固定在所述LCC底座內(nèi)的物理支撐架，分別設(shè)置在所述物理支撐架相對兩側(cè)的VCSEL系統(tǒng)和光電池，以及與所述LCC底座配合使用將各部件進(jìn)行真空密封的陶瓷封帽；
進(jìn)一步的，在所述VCSEL系統(tǒng)和光電池之間還設(shè)置有玻片系統(tǒng)和吸收泡系統(tǒng)，其中，所述玻片系統(tǒng)靠近所述VCSEL系統(tǒng)，所述吸收泡系統(tǒng)靠近所述光電池；
進(jìn)一步的，所述物理支撐架上設(shè)置有轉(zhuǎn)接引線的電極和焊盤，所述物理支撐架上的信號通過綁線金絲轉(zhuǎn)接到所述LCC底座的引線電極上。
[0005]進(jìn)一步的，在所述陶瓷封帽外壁對稱設(shè)置有兩個金屬走線。
[0006]進(jìn)一步的，所述物理支撐架為中部鏤空、底部設(shè)有支撐腳的結(jié)構(gòu)。
[0007]進(jìn)一步的，所述物理支撐架由聚酰亞胺制作而成。
[0008]進(jìn)一步的，所述VCSEL系統(tǒng)包括固定在所述LCC底座上的VCSEL加熱陶瓷片，以及固定在所述VCSEL加熱陶瓷片上的VCSEL組件。
[0009]進(jìn)一步的，所述VCSEL組件焊接在所述VCSEL加熱陶瓷片中心。
[0010]進(jìn)一步的，所述玻片系統(tǒng)包括緊靠所述VCSEL加熱陶瓷片的玻片支架，固定在所述玻片支架上并與所述VCSEL組件對應(yīng)的玻片組件。
[0011]進(jìn)一步的，所述吸收泡系統(tǒng)包括兩個與所述物理支撐架固定連接并相對設(shè)置的吸收泡加熱陶瓷片，以及設(shè)置于兩個所述吸收泡加熱陶瓷片之間的吸收泡。
[0012]進(jìn)一步的，所述光電池粘接于所述吸收泡背向VCSEL系統(tǒng)的一面。
[0013]進(jìn)一步的，所述陶瓷封帽內(nèi)設(shè)置有吸氣劑，在所述陶瓷封帽的外壁設(shè)置有用于激活所述吸氣劑的激活引腳。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
(1)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、成本低，采用本發(fā)明制作出的超薄型的芯片級原子鐘應(yīng)用范圍廣，為其大范圍的推廣應(yīng)用，奠定了堅實的基礎(chǔ)。
[0015](2)本發(fā)明在陶瓷封帽外壁對稱地制作兩個金屬走線，從而簡化了物理系統(tǒng)的C場結(jié)構(gòu)。
[0016](3)本發(fā)明在陶瓷封帽內(nèi)設(shè)計了吸氣劑，吸氣劑的激活采用外部加電方式，故在陶瓷封帽外壁設(shè)計了激活引腳，由此可以消除系統(tǒng)內(nèi)部和陶瓷殼體對內(nèi)部的放氣，讓系統(tǒng)可以保持良好的真空度。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明的外部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明中陶瓷封帽的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4為本發(fā)明中物理支撐架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]上述附圖中，附圖標(biāo)記對應(yīng)的部件名稱如下:1_LCC底座，2-物理支撐架，3-綁線金絲，4-光電池，5-陶瓷封帽，6-金屬走線，7-VCSEL加熱陶瓷片，8-VCSEL組件，9-玻片支架，10-玻片組件，11-吸收泡加熱陶瓷片，12-吸收泡，13-激活引腳。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，本發(fā)明的實施方式包括但不限于下列實施例。
實施例
[0023]如圖1-4所示，本實施例提供了一種超薄型的芯片原子鐘物理系統(tǒng)，該芯片原子鐘物理系統(tǒng)由LCC底座1和陶瓷封帽5構(gòu)成密封結(jié)構(gòu)，其余部件均設(shè)置在該密封結(jié)構(gòu)中。LCC底座和陶瓷封帽之間采用真空密封焊接，具體工藝如下:采用金屬焊材加熱到250°C焊接2小時，即可把陶瓷封帽和物理系統(tǒng)的LCC底座進(jìn)行真空封焊，真空密封焊接的作用是實現(xiàn)物理系統(tǒng)的真空封裝而降低功耗。
[0024]為了簡化本發(fā)明的C場結(jié)構(gòu)，本實施例在陶瓷封帽5外壁對稱設(shè)置有兩個金屬走線6，陶瓷封帽上制作的兩個金屬走線可等效于兩個對稱放置的亥姆霍茲線圈，在它們的中間將產(chǎn)生均勻性較好的恒定磁場。為了保證強(qiáng)度，本實施例中陶瓷封帽采用三氧化二鋁制作。
[0025]為了進(jìn)一步確保LCC底座和陶瓷封帽構(gòu)成的密封結(jié)構(gòu)的真空度，本實施例在陶瓷封帽內(nèi)設(shè)計了吸氣劑，吸氣劑的激活采用外部加電方式，故在陶瓷封帽外壁設(shè)計了激活引腳，由此可以消除系統(tǒng)內(nèi)部和陶瓷殼體對內(nèi)部的放氣，保證真空度。
[0026]設(shè)置在由LCC底座和陶瓷封帽構(gòu)成的密封結(jié)構(gòu)內(nèi)的部件有:物理支撐架2、光電池4、VCSEL系統(tǒng)、吸收泡系統(tǒng)。其中，物理支撐架是光電池、VCSEL系統(tǒng)和吸收泡系統(tǒng)的主要支撐安裝部件，即光電池、VCSEL系統(tǒng)和吸收泡系統(tǒng)均安裝在物理支撐架上。
[0027]作為一種優(yōu)選方式，本實施例中物理支撐架由板面和支撐腳構(gòu)成，具體的說，其呈中部鏤空、底部分別設(shè)置四個支撐腳的結(jié)構(gòu)，物理支撐架的板面呈“回”字形；物理支撐架的材料優(yōu)選聚酰亞胺。通過上述設(shè)置，減小了各部件之間的直接熱傳導(dǎo)；物理支撐架上設(shè)置有轉(zhuǎn)接引線的電極和焊盤，物理支撐架上的信號通過綁線金絲3轉(zhuǎn)接到LCC底座的引線電極上。
[0028]VCSEL系統(tǒng)和光電池相對設(shè)置，為了便于描述，在此將物理支撐架氛圍前、后、左、右四個方向，基于VCSEL系統(tǒng)和光電池的相對設(shè)置，則VCSEL系統(tǒng)設(shè)置在物理支撐架的前端，光電池設(shè)置在物理支撐架的后端。其中，VCSEL系統(tǒng)又包括固定在LCC底座1上的VCSEL加熱陶瓷片7和固定在VCSEL加熱陶瓷片7上的VCSEL組件8 ;優(yōu)選的，VCSEL組件焊接在VCSEL加熱陶瓷片中心。具體的說，VCSEL加熱陶瓷片為板狀結(jié)構(gòu)，其與光電池相對。
[0029]玻片系統(tǒng)用于配合VCSEL組件工作，其包括緊靠VCSEL加熱陶瓷片7的玻片支架9和固定在玻片支架9上并與VCSEL組件8對應(yīng)的玻片組件10 ;玻片組件的形狀優(yōu)選為半圓形。其中，玻片組件與VCSEL組件對應(yīng)是指，VCSEL組件所發(fā)出的光需首先射至玻片組件，然后再射至光電池方向。
[0030]吸收泡系統(tǒng)包括兩個與物理支撐架固定連接并相對設(shè)置的吸收泡加熱陶瓷片11和設(shè)置于兩個吸收泡加熱陶瓷片11之間的吸收泡12。吸收泡加熱陶瓷片呈板狀結(jié)構(gòu)，其設(shè)置在物理支撐架相對的左右兩側(cè)，吸收泡位于物理支撐架的后端并間于兩個吸收泡加熱陶瓷片之間，光電池緊貼粘接在吸收泡背向VCSEL系統(tǒng)的一面上。吸收泡系統(tǒng)與玻片系統(tǒng)之間應(yīng)當(dāng)具備一定的間隙，一方面確保本發(fā)明的正常工作，另一方面，避免二者之間的直接熱傳導(dǎo)。
[0031]按照上述實施例，便可很好地實現(xiàn)本發(fā)明。值得說明的是，基于上述設(shè)計原理的前提下，為解決同樣的技術(shù)問題，即使在本發(fā)明所公開的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上做出的一些無實質(zhì)性的改動或潤色，所采用的技術(shù)方案的實質(zhì)仍然與本發(fā)明一樣，故其也應(yīng)當(dāng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種超薄型的芯片原子鐘物理系統(tǒng)，其特征在于，包括LCC底座(1 )，固定在所述LCC底座(1)內(nèi)的物理支撐架(2)，分別設(shè)置在所述物理支撐架(2)相對兩側(cè)的VCSEL系統(tǒng)和光電池(4)，以及與所述LCC底座(1)配合使用將各部件進(jìn)行真空密封的陶瓷封帽(5); 在所述VCSEL系統(tǒng)和光電池(4)之間還設(shè)置有玻片系統(tǒng)和吸收泡系統(tǒng)，其中，所述玻片系統(tǒng)靠近所述VCSEL系統(tǒng)，所述吸收泡系統(tǒng)靠近所述光電池(4); 所述物理支撐架(2)上設(shè)置有轉(zhuǎn)接引線的電極和焊盤，所述物理支撐架(2)上的信號通過綁線金絲(3 )轉(zhuǎn)接到所述LCC底座(1)的引線電極上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超薄型的芯片原子鐘物理系統(tǒng)，其特征在于，在所述陶瓷封帽(5 )外壁對稱設(shè)置有兩個金屬走線(6 )。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種超薄型的芯片原子鐘物理系統(tǒng)，其特征在于，所述物理支撐架(2)為中部鏤空、底部設(shè)有支撐腳的結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超薄型的芯片原子鐘物理系統(tǒng)，其特征在于，所述物理支撐架(2)由聚酰亞胺制作而成。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種超薄型的芯片原子鐘物理系統(tǒng)，其特征在于，所述VCSEL系統(tǒng)包括固定在所述LCC底座(1)上的VCSEL加熱陶瓷片(7 )，以及固定在所述VCSEL加熱陶瓷片(7 )上的VCSEL組件(8 )。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種超薄型的芯片原子鐘物理系統(tǒng)，其特征在于，所述VCSEL組件(8 )焊接在所述VCSEL加熱陶瓷片(7 )中心。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種超薄型的芯片原子鐘物理系統(tǒng)，其特征在于，所述玻片系統(tǒng)包括緊靠所述VCSEL加熱陶瓷片(7 )的玻片支架(9 )，固定在所述玻片支架(9 )上并與所述VCSEL組件(8 )對應(yīng)的玻片組件(10 )。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種超薄型的芯片原子鐘物理系統(tǒng)，其特征在于，所述吸收泡系統(tǒng)包括兩個與所述物理支撐架(2)固定連接并相對設(shè)置的吸收泡加熱陶瓷片(11)，以及設(shè)置于兩個所述吸收泡加熱陶瓷片(11)之間的吸收泡(12)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種超薄型的芯片原子鐘物理系統(tǒng)，其特征在于，所述光電池(4)粘接于所述吸收泡(12)背向VCSEL系統(tǒng)的一面。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超薄型的芯片原子鐘物理系統(tǒng)，其特征在于，所述陶瓷封帽(5)內(nèi)設(shè)置有吸氣劑，在所述陶瓷封帽(5)的外壁設(shè)置有用于激活所述吸氣劑的激活弓丨腳(13 )。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超薄型的芯片原子鐘物理系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有芯片級原子鐘結(jié)構(gòu)復(fù)制、成本及耗能高等問題。該超薄型的芯片原子鐘物理系統(tǒng)包括LCC底座，固定在LCC底座內(nèi)的物理支撐架，分別設(shè)置在物理支撐架相對兩側(cè)的VCSEL系統(tǒng)和光電池，以及與LCC底座配合使用將各部件進(jìn)行真空密封的陶瓷封帽；在VCSEL系統(tǒng)和光電池之間還設(shè)置有玻片系統(tǒng)和吸收泡系統(tǒng)，其中，玻片系統(tǒng)靠近VCSEL系統(tǒng)，吸收泡系統(tǒng)靠近光電池；物理支撐架上設(shè)置有轉(zhuǎn)接引線的電極和焊盤，物理支撐架上的信號通過綁線金絲轉(zhuǎn)接到LCC底座的引線電極上。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)成本低，為其大范圍的推廣應(yīng)用，奠定了堅實的基礎(chǔ)。
【IPC分類】G04F5/14
【公開號】CN105242520
【申請?zhí)枴緾N201510682588
【發(fā)明人】曹遠(yuǎn)洪, 杜潤昌, 王守云, 王植彬
【申請人】成都天奧電子股份有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年10月21日