6170362 使い捨て支持構造物を用いて製造される密閉原子センサパッケージ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6170362

(24)【登録日】2017年7月7日

(45)【発行日】2017年7月26日

(54)【発明の名称】使い捨て支持構造物を用いて製造される密閉原子センサパッケージ

(51)【国際特許分類】

   H01S 1/06 20060101AFI20170713BHJP

   G04F 5/14 20060101ALI20170713BHJP

【ＦＩ】

   H01S1/06

   G04F5/14

【請求項の数】3

【外国語出願】

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-146837(P2013-146837)

(22)【出願日】2013年7月12日

(65)【公開番号】特開2014-67995(P2014-67995A)

(43)【公開日】2014年4月17日

【審査請求日】2016年7月5日

(31)【優先権主張番号】13/625,512

(32)【優先日】2012年9月24日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500575824

【氏名又は名称】ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100075270

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 泰

(74)【代理人】

【識別番号】100101373

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 茂雄

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100117640

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 達己

(72)【発明者】

【氏名】クリスティナ・マリー・ショーバー

(72)【発明者】

【氏名】テリー・ディーン・スターク

(72)【発明者】

【氏名】デルマー・エル・スミス

(72)【発明者】

【氏名】ジェームズ・エイ・ヴェセーラ

【審査官】 百瀬 正之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１０３４８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０６２５５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１２３９４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５０７６３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｓ １／００−１／０６

Ｇ０４Ｆ １／００−５／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

原子センサのための物理パッケージを形成する方法において、
３次元構造を有する使い捨て支持構造物を設けるステップと、
複数の光学パネルを設けるステップと、
隣接するパネルの縁部が互いに整合するように、前記使い捨て支持構造物上に前記光学パネルを組み立てるステップと、
隣接するパネルの前記縁部を一緒に封止して、多面幾何学的形状を有する物理ブロックを形成するステップと、
前記物理ブロックを無傷で残すと同時に前記使い捨て支持構造物を除去するステップと
を含む、方法。

【請求項2】

請求項１に記載の方法において、前記使い捨て支持構造物は、前記光学パネルが覆って組み立てられる内部コアであり、前記内部コアは、溶媒中で溶解する材料から形成される、方法。

【請求項3】

請求項１に記載の方法において、前記使い捨て支持構造物は、前記光学パネルが上に組み立てられる骨格枠組みである、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0001]連邦支援の研究または開発に関する記載
本発明は、米国陸軍により与えられた契約番号第Ｗ３１Ｐ４Ｑ−０９−Ｃ−０３４８号の下に政府援助を得て成されたものである。政府は本発明において一定の権利を有する。

【背景技術】

【0002】

[0002]原子時計などの主要な時間標準は、従来、比較的大きな卓上装置である。例えば、従来の原子時計の物理パッケージが大きい傾向があり、費用のかかる支持システムを必要とする。したがって、原子時計および冷原子雲を検出素子として利用する他のセンサの物理パッケージを縮小することなどによる、主要な時間標準のサイズを縮小する取組みが進行中である。

【0003】

[0003]物理パッケージは複数の窓、鏡、および非磁性体の密閉を必要とするので、物理パッケージを小さくすることには特有の複雑な課題がある。物理パッケージを製造する従来の方法では、ガラスの本体が、その外面上に鏡および窓を配置するための複数の穴部と、光路としての機能を果たして冷原子試料を捕捉し、冷却し、かつ操作する複数の角度の付いた穴とを有して機械加工される。空洞部排気構造またはポンプ吸排気口が、物理パッケージの初期の真空排気に備えて取り付けられている。機械加工は、物理パッケージの構築をサポートするために、十分な内部構造を残さなければならない。

【0004】

[0004]一般に、原子時計は、１つまたは複数のレーザからの光線で原子を調べる（ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｅ）ことにより動作する。物理パッケージは、調べられる原子を保持する真空封止室を画定する。物理パッケージの内部の原子は、複数の光路が様々な角度から原子と交差するように、その容積の内部に捕捉されている。

【0005】

[0005]マルチビーム構造の大きな光ビームおよび付加的な可撓性を可能にする小容積の物理パッケージを開発することは、高性能小型原子物理パッケージの開発に重要である。しかし、原子時計のより小さいサイズの要件は、難しい最新構築技術である。原子時計のサイズ縮小は、鏡および窓が縮小するので、それらの性能に影響を及ぼす。さらに、内部容積の縮小は、原子時計の性能に悪影響を及ぼす。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

[0006]原子センサのための物理パッケージを形成する方法は、３次元構造を有する使い捨て支持構造物を設けるステップと、複数の光学パネルを設けるステップと、隣接するパネルの縁部が互いに整合するように、使い捨て支持構造物上に光学パネルを組み立てるステップとを含む。隣接するパネルの縁部は一緒に封止されて、多面幾何学的形状を有する物理ブロックを形成する。使い捨て支持構造物は、次いで、物理ブロックを無傷で残すと同時に除去される。

【0007】

[0007]図面は例示的実施形態を示しているに過ぎず、したがって、範囲を限定していると見なされるべきはないことが分かるが、例示的実施形態は、添付図面を用いて、付加的な具体性および詳細とともに記載されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】[0008]一実施形態による原子センサの物理パッケージのための物理ブロックの図である。

【図2】[0009]図２Ａは、図１の物理ブロックの上面図である。[0010]図２Ｂは、図１の物理ブロックの側面図である。[0011]図２Ｃは、図１の物理ブロックの反対側の側面図である。[0012]図２Ｄは、図１の物理ブロックの正面図である。[0013]図２Ｅは、図１の物理ブロックの背面図である。[0014]図２Ｆは、図１の物理ブロックの底面図である。

【図3】[0015]図３Ａは、一手法による、図１の物理ブロックを組み立てるのに使用される使い捨てコアの図である。図３Ｂは、一手法による、図１の物理ブロックを組み立てるのに使用される使い捨てコアの図である。図３Ｃは、一手法による、図１の物理ブロックを組み立てるのに使用される使い捨てコアの図である。図３Ｄは、一手法による、図１の物理ブロックを組み立てるのに使用される使い捨てコアの図である。図３Ｅは、一手法による、図１の物理ブロックを組み立てるのに使用される使い捨てコアの図である。図３Ｆは、一手法による、図１の物理ブロックを組み立てるのに使用される使い捨てコアの図である。

【図4A】[0016]別の手法による、原子センサの物理パッケージのための物理ブロックを組み立てる方法の図である。

【図4B】別の手法による、原子センサの物理パッケージのための物理ブロックを組み立てる方法の図である。

【図4C】別の手法による、原子センサの物理パッケージのための物理ブロックを組み立てる方法の図である。

【図4D】別の手法による、原子センサの物理パッケージのための物理ブロックを組み立てる方法の図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

[0017]以下の詳細な説明では、実施形態が、当業者が本発明を実践することを可能にするのに十分に詳細に記載されている。本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態が利用されてもよいことが理解されるべきである。したがって、以下の詳細な説明は限定の意味にとられるべきではない。

【0010】

[0018]原子時計などの原子センサのための密閉物理パッケージを製造する方法が提供される。概して、物理パッケージのための複数のパネルが、犠牲的な内部または外部の支持構造物などの使い捨て支持構造物上に組み立てられ、次いで、この使い捨て支持構造物は、組み立てられたパッケージを密閉した後に除去される。

【0011】

[0019]物理パッケージを構築する１つの技術では、使い捨て中央コアが、物理ブロックの真空室として使用される３次元形状の内部空洞で形成される。複数のパネルが、隣接するパネルの縁部が様々な継ぎ目で互いに整合するように、使い捨て中央コアの周囲に組み立てられ、次いで、隣接するパネルの縁部は、継ぎ目で一緒に封止される。使い捨て中央コアは、次いで、化学薬品で溶解され、物理パッケージから除去される。

【0012】

[0020]他の例示的技術では、物理パッケージのためのパネルは、内部または外部の犠牲的な骨格枠組み（ｓｋｅｌｅｔａｌ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ）を使用して組み立てられる。次いで、この骨格枠組みは、組み立てられたパネルから除去される。例えば、枠組みを溶解もしくは融解する化学薬品と接触させて、この枠組みを物理パッケージから除去することも、またはイオンエッチングを用いて、枠組みを除去することも可能である。

【0013】

[0021]本発明は、物理パッケージが永久的な内部または外部の支持構造物なしで構築されることを可能にする。これにより、パネルの表面領域の実質的に全てが物理パッケージにおいて窓または鏡として使用されることが可能になり、それにより、原子センサの性能を向上させる。

【0014】

[0022]図１および図２Ａ〜図２Ｆは、本技術により構成され得る一実施形態による、原子センサの物理パッケージのための物理ブロック１００を示す。物理ブロック１００は、窓および鏡を含む複数のパネルを含み、この複数のパネルは、物理パッケージのための内部真空室を封入するように構成される３次元構造に組み立てられる様々な多角形を有する。隣接するパネルは、互いに対してある角度で配向されており、物理パッケージの隣接する面を形成する。パネルの配置および配向は、真空室の内部に所望の光路をもたらすように構成されている。一例では、パネルは、平坦な内面および外面を有する略平面の構造物である。他の例では、パネルの１つまたは複数が、他の形状（例えば、凹面または凸面）を有し得る。

【0015】

[0023]具体的には、物理ブロック１００は、複数の主窓パネル１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃおよび１０６ｄを含み、この複数の主窓パネルは、図１、図２Ｂ、図２Ｃ、図２Ｄおよび図２Ｆに様々に示されている。主窓パネルは、原子センサの動作中にレーザ光線が真空室に進入することを可能にするように構成されている。物理ブロック１００の窓パネルは、ガラス、光学ガラス（例えば、ＢＫ−７もしくはＺｅｒｏｄｕｒ（登録商標））、またはサファイアなどの他の透明材料などの、光学的に透明な材料から構成され得る。

【0016】

[0024]また、物理ブロック１００は、図１、図２Ａおよび図２Ｄに示されている第１の矩形鏡パネル１１０ａと、図２Ｅおよび図２Ｆに示されている第２の矩形鏡パネル１１０ｂとを含む。鏡パネル１１０ａおよび１１０ｂは、原子センサの動作中に真空室の内部でレーザ光を反射し、方向付けるように構成されている反射性の内面を有する。鏡パネルは、光学的に反射性であるかまたは光学的に反射性のコーティングを有する光学的に透明でない材料から構成され得る。代替的に、鏡パネルは、光学的に反射性のコーティングを有して、光学ガラス（例えば、ＢＫ−７もしくはＺｅｒｏｄｕｒ（登録商標））から構成されても、またはサファイアなどの他の透明材料から構成されてもよい。反射性のコーティングを用いる例では、反射性のコーティングは、単一もしくは多層の金属コーティングまたは誘電体スタックコーティングあるいはそれらの組合せを含み得る。さらに、個々のコーティングは個々のパネルに施され得る。鏡パネルの反射性の面は平面または曲面とされて、必要に応じて光線をわずかに集束させることができる。

【0017】

[0025]物理ブロック１００は、図１、図２Ａ、図２Ｃおよび図２Ｄに示されているように第１の光検出器窓パネル１１４ａと、図１、図２Ａ、図２Ｂおよび図２Ｄに示されているように第２の光検出器窓パネル１１４ｂとをさらに含む。光検出器窓パネル１１４ａおよび１１４ｂは、真空室内の光と原子センサの各光検出器との間に光通信をもたらす。

【0018】

[0026]また、物理ブロック１００は、図１、図２Ａ、図２Ｂおよび図２Ｅに示されているように第１の充填管パネル１１８ａと、図２Ａ、図２Ｃおよび図２Ｅに示されているように第２の充填管パネル１１８ｂとを随意に含み得る。充填管パネル１１８ａおよび１１８ｂは、それぞれ穴部１２０ａおよび１２０ｂを含み、この穴部は、充填管と真空室との間に流体連通をもたらすのに使用され得る。

【0019】

[0027]物理ブロック１００は、図２Ａおよび図２Ｅに示されているようにゲッタカップパネル１２４を随意に含むことができ、このゲッタカップパネルは穴部１２６を含む。穴部１２６は、内部真空室から汚染物質を除去するゲッタ材料を有するカップを保持するように、かついくつかの気体の分圧を制限するように構成されている。

【0020】

[0028]一手法による物理ブロック１００を組み立てるために、犠牲的な使い捨てコアが、物理ブロック１００の内部真空室の形状で作製される。
[0029]したがって、使い捨てコアは、物理ブロック１００に関して示されているものと同じ構造および表面を有する。例示的使い捨てコア２００は図３Ａ〜図３Ｆに示されており、それは、図２Ａ〜図２Ｆに示されている同じ物理ブロック１００の同じ図に対応している。使い捨てコア２００は、物理ブロック１００の内部真空室の形状およびサイズに対応する３次元形状を有する。したがって、コア２００の外面の各々は、物理ブロック１００のパネルの１つの多角形に対応する多角形を有する。

【0021】

[0030]使い捨てコアは、砂、粘土、塩、またはそれらの組合せなどの種々の材料から、物理ブロックの所望の形状に成型されるかまたは機械加工されてもよい。使い捨てコアのための例示的材料には、水などの溶媒で溶解する砂／粘土の組合せ、水で溶解する塩型枠、またはフリット温度を切り抜けるがその後除去のために溶解され得る他の材料が含まれる。例えば、砂型枠は、アラビアゴムおよび／またはカオリン粘土などの形成された形状を保持する他の材料との合成物として作製されることができる。さらに、使い捨てコアは、ガリウムなどの他の材料、または炭素系エーロゲルなどのエーロゲルから形成されてもよい。

【0022】

[0031]物理ブロックのパネルは、各パネルが対応する多角形のコアの外面を覆っているように、使い捨てコアの周囲に組み立てられる。パネルが接続する領域は、パネルを一緒に封止するのに使用される封止材がコアに付着しないように、凹まされることが可能である。例えば、パネルの縁部は後退して、コア材料に触れることなく、フリットが流動することを可能にしてもよい。さらに、コア表面は、パネルの窓領域および鏡領域がコアに接触せず、しかしそれらのパネル縁部で依然として支持されているように、凹んだ中央領域を有していてもよい。

【0023】

[0032]パネルの縁部が一緒に封止されるまで、組立て中に使い捨てコアに対してパネルを保持するために外部固定具が配置され得る。例えば、個々の釘または隔離絶縁器が、パネル面の整合のためにコア内に挿入され得る。種々のパネルが、フリット材、ろう付け、ゾルゲル材料、または他の適切な取付け機構を使用して、それらの当接縁部において一緒に封止される。フリット材を使用する場合、固定具、一緒にフリットで付けられたガラスパネル、およびコアを含む全体的な組立体は、フリット炉を通過させられてガラスパネルの継ぎ目を封止する。

【0024】

[0033]パネルの封止が達成された後、パネルを損傷することなく、コア構造物を溶解する化学溶媒がコアに与えられ、結果として得られるコア材料のスラリは除去される。例示的実施形態では、パネルの１つにある充填管の穴部が化学溶液を添加するのに、かつ溶解されたコア材料を除去するのに使用されてもよい。固定具からの任意の釘または隔離絶縁器が、溶解されたコア材料と共に、充填管の吸排気口を通して除去され得る。構築中に鏡および窓の表面を損傷から保護するために、クロムなどの保護コーティングが鏡および窓の表面に施され、後に封止された物理ブロックから除去されてもよい。

【0025】

[0034]物理パッケージを構築する別の例示的技術では、物理パッケージのための物理ブロックのパネルは、図４Ａに示されている使い捨て枠組み４００などにより、内部または外部の犠牲的な骨格枠組みを使用して組み立てられる。枠組み４００は、物理ブロックの内面または外面の形状およびサイズに対応する多面形状を備えた３次元形状を有する。枠組み４００は、３次元構造において互いの間に延在している複数の相互連結支持部材４０２を含む。支持部材４０２は、支持部材４０２の外面または内面上にパネルを取り付けるための骨格構造をもたらすように、相互連結されており、特定の寸法に合わせられている。したがって、相互連結支持部材４０２は、物理ブロックのパネルに対応する様々な多面形状を有する複数の開フレーム構造４０４を画定する。

【0026】

[0035]一実施形態では、枠組み４００が、使い捨て材料から形成されている一体型構造である。すなわち、支持部材４０２の全てが、単一の一体構造として一緒に形成されている。別の実施形態では、枠組み４００は、連結されている複数の支持部材４０２から形成されている。支持枠組み４００は、砂、粘土、塩、ガリウム、エーロゲル、またはそれらの組合せなどの使い捨ての犠牲的材料から構成され得る。枠組み４００のための他の適切な材料には、アルミニウム、銅、マンガン、モリブデン、ニッケル、バナジウム等が含まれる。

【0027】

[0036]図４Ｂに示されているように、光学パネル４０６などの複数のパネルが設けられており、パネル４０６の１つまたは複数が、支持部材４０２により画定されている開フレーム構造４０４の１つまたは複数と同じ多角形を有する。光学パネル４０６は、対応するフレーム構造４０４と整合されている。一例では、光学パネル４０６は、平坦な内面および外面を有する略平面の構造物である。他の例では、パネルの１つまたは複数が、他の形状（例えば、凹面または凸面）を有し得る。パネルは、光学的に透過性のパネルおよび光学的に反射性のパネルの両方を含み、それらは、物理パッケージのための種々の窓および鏡を形成する。

【0028】

[0037]光学パネル４０６は、図４Ｃに示されているものなどの枠組み４００の周囲に組み立てられ、その結果、パネルの各々は、対応する多角形を備えた開フレーム構造の１つを覆う。光学パネル４０６の縁部は、整合され、フリット材、ゾルゲル材料等により一緒に封止されている。一実施形態では、枠組み４００の周囲での組立ての前または後のどちらかに、少なくとも１つのパネルに、貫通して形成されている充填管開口部を設けることができる。例えば、図４Ｃに示されているように、パネル４０８が充填管穴部４１０を有し得る。

【0029】

[0038]パネル４０６が組み立てられ、封止されると、パネルを損傷することなく、枠組み４００が除去される。例えば、枠組み４００がガリウムから構成されている場合、枠組み４００は、約２９．８℃まで加熱された水により融解され得る。加熱された水は、充填管穴部４１０に注入されることが可能であり、融解されたガリウムおよび水は、穴部４１０から注出されることが可能である。枠組み４００が砂、粘土、塩、またはエーロゲルから構成されている場合、枠組み４００は、それを溶媒で溶解することにより除去され得る。枠組み４００が、アルミニウム、銅、マンガン、モリブデン、ニッケル、またはバナジウムなどの他の金属材料から形成される場合、枠組み４００は、光学パネルを損傷することなく、イオンエッチングにより除去され得る。

【0030】

[0039]枠組みが除去されると、図４Ｄに示されているように、何の支持構造物も有さずに組み立てられた物理ブロック４１２が残される。結果として得られる物理ブロック４１２は、その外面の周囲に様々な角度で配向されている複数の略平坦な面４１４を含む多面形状を有する。

【0031】

[0040]代替的手法では、光学パネルは、枠組み４００が一次的な外骨格としての機能を果たすように、支持部材４０２の内面に対して組み立てられる。次いで、パネルの縁部は、フリット材またはゾルゲル材料などにより一緒に封止される。次いで、光学パネルを取り囲む枠組み４００は、パネルを損傷することなく除去される。これにより、図４Ｄに示されている物理ブロック４１２などの、何の支持構造物も有さない組み立てられた物理ブロックが残される。

【0032】

[0041]パネルを結合する材料を硬化するのに必要な温度に応じて、使い捨てコアまたは骨格材料が適切に選択され得る。例えば、ガリウムは、パネルがガリウムの融解温度より低い温度で硬化する真空封止材を用いて結合されている場合の用途に限定される。したがって、ケイ酸ナトリウムゾルゲルなどの室温硬化ガラス接合剤が用いられている場合、ガリウムが内部コアまたは骨格枠組みのための使い捨て材料として使用され得る。硬化がガリウムの融点を超えないので、融点を超えて加熱することにより、硬化後にガリウムは除去される。結果として得られる構造物ガラス結合材は、次いで、ガリウムが除去された後に熱強化され得る。

【0033】

[0042]他の実施形態では、充填管穴部を有していないパネルが使用されて、物理パッケージのためのブロックを組み立てることができる。例えば、封止が真空で起こる熱ガラス封止が用いられる。別の選択肢が、管が空気に取り囲まれている場合に短いガラス管を熱的に密封することである。代替的に、最終的なガラスパネルが、制御された（または真空の）雰囲気を内側に有する真空槽の内側の定位置に付加され得る。封止の前に十分に低い圧力を達成することにより、温度の低下が圧力をさらに低下させ、焼き固め（ｂａｋｅ）は組立体を清浄化するのに役立つ。主要デバイスに対して封止されているカプセルまたは小瓶がＲｂを保持することができ、物理パッケージの充填、およびさらには再充填を可能にする。超音波振動または音波振動が使用されて、選択された小瓶を物理パッケージ内に砕くことができる。
例示的実施形態
[0043]例１は、原子センサのための物理パッケージを形成する方法を含み、本方法は、３次元構造を有する使い捨て支持構造物を設けるステップと、複数の光学パネルを設けるステップと、隣接するパネルの縁部が互いに整合するように、使い捨て支持構造物上に光学パネルを組み立てるステップと、隣接するパネルの縁部を一緒に封止して、多面幾何学的形状を有する物理ブロックを形成するステップと、物理ブロックを無傷で残すと同時に使い捨て支持構造物を除去するステップとを含む。

【0034】

[0044]例２は、例１の方法を含み、使い捨て支持構造物は、光学パネルが覆って組み立てられる内部コアである。
[0045]例３は、例１の方法を含み、使い捨て支持構造物は、光学パネルが上に組み立てられる骨格枠組みである。

【0035】

[0046]例４は、例１から例３のいずれかの方法を含み、使い捨て支持構造物は、溶媒中で溶解する材料から形成されている。
[0047]例５は、例１から例３のいずれかの方法を含み、使い捨て支持構造物は、砂、粘土、塩、エーロゲル、またはそれらの組合せを含む材料から形成されている。

【0036】

[0048]例６は、例１から例３のいずれかの方法を含み、使い捨て支持構造物は、ガリウムを含む材料から形成されている。
[0049]例７は、例６の方法を含み、隣接するパネルの縁部は、ゾルゲル材料を使用して一緒に封止されている。

【0037】

[0050]例８は、例１および例３の方法を含み、使い捨て支持構造物は、アルミニウム、銅、マンガン、モリブデン、ニッケル、バナジウム、またはそれらの組合せを含む。
[0051]例９は、例８の方法を含み、使い捨て支持構造物はイオンエッチングで除去される。

【0038】

[0052]例１０は、例１から例９のいずれかの方法を含み、光学パネルは窓および鏡を含む。
[0053]例１１は、例１から例１０の方法のいずれかにより形成されている物理パッケージを含む。

【0039】

[0054]例１２は、原子センサのための物理パッケージを製造する方法を含み、この方法は、物理パッケージの内部室の外形に対応する３次元構造を有する使い捨てコアを形成するステップであり、使い捨てコアは様々な多角形を有する複数の外面を含む、ステップと、複数の光学パネルを設けるステップであり、光学パネルの各々はコア構造物の外面の少なくとも１つの多角形に対応する多角形を有する、ステップと、各パネルが対応する多角形を有するコア構造物の外面を覆うようにコア構造物の周囲に光学パネルを組み立てるステップであり、パネルの各々は隣接するパネルの他の縁部と整合されている複数の縁部を有する、ステップと、パネルが多面幾何学的形状になるように、コア構造物の周囲で隣接するパネルの縁部を一緒に封止するステップと、コア構造物がコア材料のスラリ中に溶解するように、化学液体をコア構造物に接触させるステップと、コア材料のスラリを除去するステップとを含む。

【0040】

[0055]例１３は、例１２の方法を含み、使い捨てコアは、砂、粘土、塩、エーロゲル、ガリウム、またはそれらの組合せを含む材料から形成されている。
[0056]例１４は、例１２または例１３の方法を含み、物理パッケージは原子時計のために構成されている。

【0041】

[0057]例１５は、原子センサのための物理パッケージを製造する方法を含み、本方法は、物理パッケージの内部室の外形に対応する３次元構造を有する使い捨て枠組みを形成するステップであり、使い捨て枠組みは複数の開フレーム構造を画定する複数の相互連結支持部材を含む、ステップと、複数の光学パネルを設けるステップであり、光学パネルの各々は開フレーム構造の少なくとも１つの多角形に対応する多角形を有する、ステップと、パネルの各々が対応する多角形を有する開フレーム構造の１つを覆うように、光学パネルを使い捨て枠組み上に組み立てるステップであり、パネルの各々は隣接するパネルの他の縁部と整合されている複数の縁部を有する、ステップと、パネルが多面幾何学的形状になるように、隣接するパネルの縁部を一緒に封止するステップと、組み立てられたパネルから使い捨て枠組みを除去するステップとを含む。

【0042】

[0058]例１６は、例１５の方法を含み、使い捨て枠組みは、光学パネルが上に組み立てられる内部骨格フレームを形成する。
[0059]例１７は、例１５の方法を含み、使い捨て枠組みは、光学パネルが接して組み立てられる外部骨格フレームを形成する。

【0043】

[0060]例１８は、例１５から例１７のいずれかの方法を含み、使い捨て枠組みは、砂、粘土、塩、エーロゲル、ガリウム、またはそれらの組合せを含む。
[0061]例１９は、例１５から例１７のいずれかの方法を含み、使い捨て枠組みは、アルミニウム、銅、マンガン、モリブデン、ニッケル、バナジウム、またはそれらの組合せを含む。

【0044】

[0062]例２０は、例１５から例１９のいずれかの方法を含み、物理パッケージは原子時計のために構成されている。
[0063]本発明は、その本質的特性から逸脱することなく、他の形で具体化されてもよい。記載されている実施形態は、あらゆる点で例示的に過ぎず、かつ非制限的と見なされるべきである。したがって、本発明は、特許請求の範囲およびその等価物によってのみ限定されるものと意図される。

【符号の説明】

【0045】

１００、４１２ 物理ブロック
１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄ 主窓パネル
１１０ａ 第１の矩形鏡パネル
１１０ｂ 第２の矩形鏡パネル
１１４ａ 第１の光検出器窓パネル
１１４ｂ 第２の光検出器窓パネル
１１８ａ 第１の充填管パネル
１１８ｂ 第２の充填管パネル
１２０ａ、１２０ｂ、１２６ 穴部
１２４ ゲッタカップパネル
２００ 使い捨てコア
４００ 使い捨て枠組み
４０２ 相互連結支持部材
４０４ 開フレーム構造
４０６ 光学パネル
４０８ パネル
４１０ 充填管穴部
４１４ 略平坦な面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】