原子室、原子共振躍遷裝置、原子振蕩器、電子設(shè)備及移動(dòng)體的制作方法
【專利摘要】原子室、原子共振躍遷裝置、原子振蕩器、電子設(shè)備及移動(dòng)體。提供能夠抑制多余部分的金屬原子導(dǎo)致的特性下降的原子室、原子共振躍遷裝置以及原子振蕩器，此外，提供具有該原子共振躍遷裝置的、可靠性優(yōu)異的電子設(shè)備以及移動(dòng)體。本發(fā)明的氣室(2)具有：1對(duì)窗部；以及主體部(21)，其配置在1對(duì)窗部之間，與1對(duì)窗部一起形成封入堿金屬的原子的內(nèi)部空間(S1)，在內(nèi)部空間(S1)中，與1對(duì)窗部排列的方向垂直的截面為沿著第1方向延伸的長(zhǎng)條形狀，在設(shè)內(nèi)部空間(S1)在該截面中的沿著與第1方向垂直的第2方向的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1、設(shè)內(nèi)部空間(S1)在該截面中的沿著第1方向的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2時(shí)，滿足L2/L1≥1.1的關(guān)系。
【專利說(shuō)明】原子室、原子共振躍遷裝置、原子振蕩器、電子設(shè)備及移動(dòng)體

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及原子室、原子共振躍遷裝置、原子振蕩器、電子設(shè)備以及移動(dòng)體。

【背景技術(shù)】
[0002]作為長(zhǎng)期具有高精度的振蕩特性的振蕩器，公知有基于銣、銫等堿金屬的原子的能量躍遷而進(jìn)行振蕩的原子振蕩器。
[0003]通常，原子振蕩器的工作原理大致分為利用光與微波的雙重共振現(xiàn)象的方式和利用基于波長(zhǎng)不同的兩種光的量子干涉效應(yīng)(CPT:Coherent Populat1n Trapping(相干布居俘獲))的方式。
[0004]無(wú)論在哪個(gè)方式的原子振蕩器中，通常，都是將堿金屬封入氣室(原子室)內(nèi)，利用加熱器將氣室加熱到規(guī)定溫度，以使該堿金屬保持固定的氣體狀態(tài)。
[0005]此處，通常，氣室內(nèi)的堿金屬并非全部都?xì)饣?，而是一部分作為多余部分成為液體。這樣的多余部分的堿金屬原子在氣室的溫度低的部分析出(結(jié)露)而成為液體，當(dāng)位于激勵(lì)光的通過(guò)區(qū)域時(shí)，會(huì)遮擋激勵(lì)光，其結(jié)果是，導(dǎo)致原子振蕩器的振蕩特性下降。
[0006]因此，在專利文獻(xiàn)I的氣室中，在氣室的內(nèi)壁面設(shè)置有用于使堿金屬析出的凹部。
[0007]但是，在專利文獻(xiàn)I的氣室中，在凹部?jī)?nèi)析出的多余部分的堿金屬處于較近地面向激勵(lì)光的通過(guò)區(qū)域的狀態(tài)，所以，被激勵(lì)的氣體狀的堿金屬的一部分與凹部?jī)?nèi)的多余部分的堿金屬接觸，由此，被激勵(lì)的氣體狀的堿金屬的狀態(tài)變得不均勻，其結(jié)果是，存在振蕩特性下降(例如頻率變動(dòng))的問(wèn)題。
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2010-205875號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的提供能夠抑制多余部分的金屬原子導(dǎo)致的特性下降的原子室、原子共振躍遷裝置以及原子振蕩器，此外，提供具有該原子共振躍遷裝置的可靠性優(yōu)異的電子設(shè)備以及移動(dòng)體。
[0010]本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題的至少一部分而完成的，可以作為以下的方式或者應(yīng)用例來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0011][應(yīng)用例I]本發(fā)明的原子室的特征在于具有:1對(duì)窗部；主體部，其配置在所述I對(duì)窗部之間，與所述I對(duì)窗部一起構(gòu)成內(nèi)部空間；以及金屬原子，其被封入所述內(nèi)部空間中，在設(shè)所述內(nèi)部空間的在與所述I對(duì)窗部排列的方向相交的截面中的沿著彼此垂直的方向的長(zhǎng)度為L(zhǎng)I和L2時(shí)，滿足L2/L1彡1.1的關(guān)系。
[0012]根據(jù)這樣的原子室，將作為多余部分的液體狀或固體狀的金屬原子配置在長(zhǎng)條形狀部的長(zhǎng)度方向(第I方向)的一端部，并且，朝偏向另一端側(cè)的位置照射包含與氣體狀的金屬原子共振的共振光對(duì)的光，由此，即使增大該光的寬度而使得該光與主體部的內(nèi)壁面之間的距離減小，也能夠增大該光與液體狀或固體狀的金屬原子之間的距離。其結(jié)果是，能夠抑制多余部分的金屬原子導(dǎo)致的特性下降。
[0013][應(yīng)用例2]在本發(fā)明的原子室中，優(yōu)選的是，具有所述截面的長(zhǎng)條形狀部沿著所述I對(duì)窗部排列的方向延伸。
[0014]由此，能夠充分確保配置在長(zhǎng)條形狀部的長(zhǎng)度方向(第I方向)的一端部的液體狀或固體狀的金屬原子的量。
[0015][應(yīng)用例3]在本發(fā)明的原子室中，優(yōu)選的是，所述L2在所述內(nèi)部空間的沿著所述I對(duì)窗部排列的方向的整個(gè)區(qū)域中是一致的。
[0016]由此，使用具有固定寬度的貫通孔的主體部即可，容易形成主體部。
[0017][應(yīng)用例4]在本發(fā)明的原子室中，優(yōu)選的是，所述L2在所述內(nèi)部空間的沿著所述I對(duì)窗部排列的方向的端部或者中間具有較大的部分。
[0018]由此，能夠容易地將固體狀或液體狀的金屬原子配置在期望的局部位置。
[0019][應(yīng)用例5]在本發(fā)明的原子室中，優(yōu)選的是，所述截面形狀具有曲線。
[0020]由此，能夠減少內(nèi)部空間的浪費(fèi)空間。其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)原子室的小型化。此外，由于原子室的內(nèi)部空間的壁面具有曲面部，因此，原子室的制造變得簡(jiǎn)單。
[0021][應(yīng)用例6]在本發(fā)明的原子室中，優(yōu)選的是，所述LI處于0.5mm以上3mm以下的范圍內(nèi)。
[0022]由此，能夠?qū)崿F(xiàn)原子室的小型化。此外，這樣，在原子室是小型的情況下，從提高振蕩特性的方面來(lái)看，為了使被照射包含共振光對(duì)的光的氣體狀的金屬原子的量增多，需要盡量增大包含共振光對(duì)的光的寬度。在這樣的情況下，即使包含共振光對(duì)的光與主體部的內(nèi)壁面之間的距離減小，通過(guò)滿足上述LI和L2的關(guān)系，也能夠?qū)舱窆鈱?duì)的光與固體狀或液體狀的金屬原子之間的距離增大到能夠抑制多余部分的金屬原子導(dǎo)致的特性下降的程度。
[0023][應(yīng)用例7]本發(fā)明的原子共振躍遷裝置的特征在于具有:本發(fā)明的原子室；以及光射出部，其向所述原子室射出包含用于使所述金屬原子共振的共振光對(duì)的光，所述長(zhǎng)條形狀部在長(zhǎng)度方向的一端部具有配置了液體狀或固體狀的金屬原子的金屬蓄積部，在設(shè)所述主體部的內(nèi)壁面與所述光之間的距離為D1、設(shè)所述金屬蓄積部中配置的液體狀或固體狀的金屬原子與所述光之間的距離為D2時(shí)，滿足2XD1 ( D2的關(guān)系。
[0024]根據(jù)這樣的原子共振躍遷裝置，將作為多余部分的液體狀或固體狀的金屬原子配置在長(zhǎng)條形狀部的長(zhǎng)度方向(第I方向)的一端部，并且，朝偏向另一端側(cè)的位置照射包含與氣體狀的金屬原子共振的共振光對(duì)的光，由此，即使增大該光的寬度而使得該光與主體部的內(nèi)壁面之間的距離減小，也能夠增大該光與液體狀或固體狀的金屬原子之間的距離。其結(jié)果是，能夠抑制多余部分的金屬原子導(dǎo)致的特性下降。
[0025][應(yīng)用例8]在本發(fā)明的原子共振躍遷裝置中，優(yōu)選的是，在從所述I對(duì)窗部排列的方向觀察時(shí)，所述長(zhǎng)條形狀部的中心與所述光的中心在所述長(zhǎng)度方向上錯(cuò)開(kāi)。
[0026]由此，能夠?qū)⒆鳛槎嘤嗖糠值囊后w狀或固體狀的金屬原子配置在長(zhǎng)條形狀部的長(zhǎng)度方向(第I方向)的一端部，并且，朝偏向另一端側(cè)的位置照射包含與氣體狀的金屬原子共振的共振光對(duì)的光。
[0027][應(yīng)用例9]在本發(fā)明的原子共振躍遷裝置中，優(yōu)選的是，所述Dl處于0.05mm以上且Imm以下的范圍內(nèi)。
[0028]由此，既能夠提高被照射包含共振光對(duì)的光的氣體狀的金屬原子的量，又能夠抑制主體部的內(nèi)壁面附近的動(dòng)作不同于其它金屬原子的金屬原子與包含共振光對(duì)的光發(fā)生共振而導(dǎo)致的特性下降。
[0029][應(yīng)用例10]本發(fā)明的原子共振躍遷裝置的特征在于，具有:原子室，其具有封入了金屬原子的內(nèi)部空間；以及光射出部，其向所述原子室射出包含用于使所述金屬原子共振的共振光對(duì)的光，所述內(nèi)部空間在所述內(nèi)部空間的壁面的一部分具有配置了液體狀或固體狀的金屬原子的金屬蓄積部，在設(shè)所述內(nèi)部空間的壁面與所述光之間的距離為D1、設(shè)所述金屬蓄積部中配置的液體狀或固體狀的金屬原子與所述光之間的距離為D2時(shí)，滿足2XD1 ( D2的關(guān)系。
[0030]根據(jù)這樣的原子共振躍遷裝置，將作為多余部分的液體狀或固體狀的金屬原子配置在長(zhǎng)條形狀部的長(zhǎng)度方向(第I方向)的一端部，并且，朝偏向另一端側(cè)的位置照射包含與氣體狀的金屬原子共振的共振光對(duì)的光，由此，即使增大該光的寬度，而使得該光與主體部的內(nèi)壁面之間的距離減小，也能夠增大該光與液體狀或固體狀的金屬原子之間的距離。其結(jié)果是，能夠抑制多余部分的金屬原子導(dǎo)致的特性下降。
[0031][應(yīng)用例11]本發(fā)明的原子振蕩器的特征在于具有本發(fā)明的原子共振躍遷裝置。
[0032]由此，能夠提供可抑制多余部分的金屬原子導(dǎo)致的特性下降的原子振蕩器。
[0033][應(yīng)用例12]本發(fā)明的電子設(shè)備的特征在于具有本發(fā)明的原子共振躍遷裝置。
[0034]由此，能夠提供具有優(yōu)異的可靠性的電子設(shè)備。
[0035][應(yīng)用例13]本發(fā)明的移動(dòng)體的特征在于具有本發(fā)明的原子共振躍遷裝置。
[0036]由此，能夠提供具有優(yōu)異的可靠性的移動(dòng)體。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0037]圖1是示出本發(fā)明第I實(shí)施方式的原子振蕩器(原子共振躍遷裝置)的概略圖。
[0038]圖2是用于說(shuō)明堿金屬的能量狀態(tài)的圖。
[0039]圖3是示出從光射出部射出的兩個(gè)光的頻率差與由光檢測(cè)部檢測(cè)出的光的強(qiáng)度之間的關(guān)系的曲線圖。
[0040]圖4是圖1所示的原子振蕩器具有的氣室的立體圖。
[0041]圖5是圖4所示的氣室的縱剖視圖。
[0042]圖6是圖4所示的氣室的橫剖視圖。
[0043]圖7是示出距離D1、D2與頻率穩(wěn)定度Λ f/f之間的關(guān)系的曲線圖。
[0044]圖8是示出本發(fā)明第2實(shí)施方式的氣室的橫剖視圖。
[0045]圖9是示出本發(fā)明第3實(shí)施方式的氣室的縱剖視圖。
[0046]圖10是示出本發(fā)明第4實(shí)施方式的氣室的縱剖視圖。
[0047]圖11是示出本發(fā)明第5實(shí)施方式的氣室的橫剖視圖。
[0048]圖12是示出在利用了 GPS衛(wèi)星的定位系統(tǒng)中使用本發(fā)明的原子振蕩器的情況下的概略結(jié)構(gòu)的圖。
[0049]圖13是示出本發(fā)明的移動(dòng)體的一例的圖。
[0050]標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0051]I原子振蕩器；2氣室(原子室)；2A氣室(原子室)；2B氣室(原子室)；2C氣室(原子室)；2D氣室(原子室)；3光射出部；5光檢測(cè)部；6加熱器；7溫度傳感器；8磁場(chǎng)產(chǎn)生部；10控制部；11溫度控制部；12激勵(lì)光控制部；13磁場(chǎng)控制部；21主體部；21A主體部；21B主體部；21C主體部；21D主體部；22窗部；23窗部；41光學(xué)部件；42光學(xué)部件；43光學(xué)部件；44光學(xué)部件；100定位系統(tǒng)；200衛(wèi)星；211貫通孔；211A貫通孔；211B貫通孔；211C貫通孔；211D貫通孔；300基站裝置；301天線；302接收裝置；303天線；304發(fā)送裝置；400接收裝置；401天線；402衛(wèi)星接收部；403天線；404基站接收部；1500移動(dòng)體；1501車(chē)體；1502車(chē)輪；d寬度；D1距離；D2距離；LL激勵(lì)光；M堿金屬(固體狀或液體狀的金屬原子)；Pl中心；P2中心；S1內(nèi)部空間。

【具體實(shí)施方式】
[0052]以下，根據(jù)附圖所示的實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的原子室、原子共振躍遷裝置、原子振蕩器、電子設(shè)備以及移動(dòng)體進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0053]1.原子振蕩器(量子干涉裝置)
[0054]首先，對(duì)本發(fā)明的原子振蕩器(具有本發(fā)明的原子共振躍遷裝置的原子振蕩器)進(jìn)行說(shuō)明。此外，以下，說(shuō)明將本發(fā)明的原子共振躍遷裝置應(yīng)用于原子振蕩器(量子干涉裝置)的例子，但本發(fā)明的原子共振躍遷裝置不限于此，除了原子振蕩器以外，例如也可以應(yīng)用于磁性傳感器、量子存儲(chǔ)器等。
[0055]<第I實(shí)施方式>
[0056]圖1是示出本發(fā)明第I實(shí)施方式的原子振蕩器(原子共振躍遷裝置)的概略圖。此外，圖2是用于說(shuō)明堿金屬的能量狀態(tài)的圖，圖3是示出從光射出部射出的兩個(gè)光的頻率差與由光檢測(cè)部檢測(cè)出的光的強(qiáng)度之間的關(guān)系的曲線圖。
[0057]圖1所示的原子振蕩器I是利用量子干涉效應(yīng)的原子振蕩器。
[0058]如圖1所不,該原子振蕩器I具有氣室2 (原子室)、光射出部3、光學(xué)部件41、42、43、44、光檢測(cè)部5、加熱器6、溫度傳感器7、磁場(chǎng)產(chǎn)生部8以及控制部10。
[0059]首先，簡(jiǎn)單說(shuō)明原子振蕩器I的原理。
[0060]如圖1所不,在原子振蕩器I中，光射出部3向氣室2射出激勵(lì)光LL,光檢測(cè)部5檢測(cè)透過(guò)氣室2的激勵(lì)光LL。
[0061]在氣室2內(nèi)，封入有氣體狀的堿金屬(金屬原子)，如圖2所不,堿金屬具有三能級(jí)系統(tǒng)的能量能級(jí)，可得到能量能級(jí)不同的兩個(gè)基態(tài)(基態(tài)1、2)和激發(fā)態(tài)這3個(gè)狀態(tài)。此處，基態(tài)I是比基態(tài)2低的能量狀態(tài)。
[0062]從光射出部3射出的激勵(lì)光LL包含頻率不同的2種共振光1、2，在將這2種共振光1、2照射于上述那樣的氣體狀的堿金屬時(shí),共振光1、2在堿金屬中的光吸收率(光透過(guò)率)隨著共振光I的頻率ω I與共振光2的頻率ω 2之差(ω 1- ω 2)而變化。
[0063]并且，在共振光I的頻率ω?與共振光2的頻率ω2之差(ω1_ω2)和相當(dāng)于基態(tài)I與基態(tài)2之間的能量差的頻率一致時(shí)，分別停止從基態(tài)1、2激勵(lì)成激發(fā)態(tài)。此時(shí)，共振光1、2均不被堿金屬吸收而透過(guò)。這樣的現(xiàn)象稱作CPT現(xiàn)象或者電磁誘導(dǎo)透明現(xiàn)象(EIT:Electromagnetically Induced Transparency)。
[0064]例如，如果光射出部3固定共振光I的頻率ω I而使共振光2的頻率ω 2變化，則在共振光I的頻率ω I與共振光2的頻率ω2之差(ω1-ω2)與相當(dāng)于基態(tài)I與基態(tài)2之間的能量差的頻率ωΟ —致時(shí)，光檢測(cè)部5的檢測(cè)強(qiáng)度如圖3所示那樣陡峭地上升。這樣的陡峭的信號(hào)稱作EIT信號(hào)。該EIT信號(hào)具有由堿金屬的種類(lèi)決定的固有值。因此，通過(guò)使用這樣的EIT信號(hào)，能夠構(gòu)成振蕩器。
[0065]以下，對(duì)原子振蕩器I的各部依次進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0066][氣室]
[0067]在氣室2內(nèi)，封入有氣體狀的銣、銫、鈉等堿金屬。此外，還可以根據(jù)需要，將氬、氖等稀有氣體、氮等惰性氣體作為緩沖氣體與堿金屬氣體一起封入到氣室2內(nèi)。
[0068]后面將詳細(xì)描述，氣室2具有主體部21和隔著主體部21設(shè)置的I對(duì)窗部22、23，通過(guò)主體部21以及I對(duì)窗部22、23，形成封入氣體狀的堿金屬和作為多余部分的液體狀或固體狀的堿金屬的內(nèi)部空間SI (參照?qǐng)D5和圖6)。此外，后面將詳細(xì)描述氣室2的結(jié)構(gòu)、以及內(nèi)部空間SI和激勵(lì)光LL之間的位置關(guān)系。
[0069]這樣的氣室2被加熱器6調(diào)溫到例如70°C左右。
[0070][光射出部]
[0071]光射出部3(光源)具有射出對(duì)氣室2中的堿金屬原子進(jìn)行激勵(lì)的激勵(lì)光LL的功倉(cāng)泛。
[0072]更具體而言，光射出部3射出上述那樣的頻率不同的兩種光(共振光I和共振光2)作為激勵(lì)光LL。
[0073]共振光I能夠使氣室2內(nèi)的堿金屬?gòu)纳鲜龌鶓B(tài)I激勵(lì)(共振)成激發(fā)態(tài)。另一方面，共振光2能夠使氣室2內(nèi)的堿金屬?gòu)纳鲜龌鶓B(tài)2激發(fā)(共振)成激發(fā)態(tài)。
[0074]作為該光射出部3，只要能夠射出上述那樣的激勵(lì)光，則沒(méi)有特別限定，例如，可以使用垂直共振器面發(fā)光激光器(VCSEL)等半導(dǎo)體激光器等。
[0075]這樣的光射出部3與后述的控制部10的激勵(lì)光控制部12連接，根據(jù)光檢測(cè)部5的檢測(cè)結(jié)果而被驅(qū)動(dòng)控制(參照?qǐng)D1)。
[0076]此外，通過(guò)未圖示的溫度調(diào)節(jié)元件(發(fā)熱電阻體、帕爾貼(Peltier)元件等)，這樣的光射出部3的溫度被調(diào)節(jié)到規(guī)定溫度。
[0077][光學(xué)部品]
[0078]多個(gè)光學(xué)部件41、42、43、44分別被設(shè)置在上述光射出部3與氣室2之間的激勵(lì)光LL的光路上。
[0079]此處，從光射出部3側(cè)到氣室2側(cè)，依次配置有光學(xué)部件41、光學(xué)部件42、光學(xué)部件43、光學(xué)部件44。
[0080]光學(xué)部件41是透鏡。由此，能夠無(wú)損耗地向氣室2照射激勵(lì)光LL。
[0081]此外，光學(xué)部件41具有使激勵(lì)光LL成為平行光的功能。由此，能夠簡(jiǎn)單且可靠地防止激勵(lì)光LL在氣室2的內(nèi)壁發(fā)生反射。因此，適當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生氣室2內(nèi)的激勵(lì)光的共振，其結(jié)果是，能夠提高原子振蕩器I的振蕩特性。
[0082]光學(xué)部件42是偏振光板。由此,能夠?qū)?lái)自光射出部3的激勵(lì)光LL的偏振光調(diào)整為規(guī)定方向。
[0083]光學(xué)部件43是減光濾光器(ND濾光器)。由此，能夠調(diào)整(減少)入射到氣室2的激勵(lì)光LL的強(qiáng)度。因此，即使在光射出部3的輸出較大的情況下，也能夠使入射到氣室2的激勵(lì)光成為期望的光量。在本實(shí)施方式中，利用光學(xué)部件43來(lái)調(diào)整通過(guò)了上述光學(xué)部件42的具有規(guī)定方向的偏振光的激勵(lì)光LL的強(qiáng)度。
[0084]光學(xué)部件44是λ /4波長(zhǎng)板。由此，能夠?qū)?lái)自光射出部3的激勵(lì)光LL從線偏振光轉(zhuǎn)換為圓偏振光(右圓偏振光或者左圓偏振光)。
[0085]如后所述，在氣室2內(nèi)的堿金屬原子因磁場(chǎng)產(chǎn)生部8的磁場(chǎng)而發(fā)生塞曼分裂的狀態(tài)下，如果向堿金屬原子照射線偏振光的激勵(lì)光，則由于激勵(lì)光與堿金屬原子的相互作用，堿金屬原子均勻地分散存在于塞曼分裂后的多個(gè)能級(jí)。其結(jié)果是，由于期望的能級(jí)的堿金屬原子的數(shù)量相對(duì)于其它能級(jí)的堿金屬原子的數(shù)量相對(duì)地變少，因此顯現(xiàn)期望的EIT現(xiàn)象的原子數(shù)減少，期望的EIT信號(hào)的強(qiáng)度降低，結(jié)果導(dǎo)致原子振蕩器I的振蕩特性的下降。
[0086]與此相對(duì),如后所述,在氣室2內(nèi)的堿金屬原子因磁場(chǎng)產(chǎn)生部8的磁場(chǎng)而進(jìn)行塞曼分裂的狀態(tài)下，如果向堿金屬原子照射圓偏振光的激勵(lì)光，則由于激勵(lì)光與堿金屬原子的相互作用，能夠使堿金屬原子進(jìn)行塞曼分裂后的多個(gè)能級(jí)中的期望的能級(jí)的堿金屬原子的數(shù)量相對(duì)于其它能級(jí)的堿金屬原子的數(shù)量相對(duì)地變多。因此，顯現(xiàn)期望的EIT現(xiàn)象的原子數(shù)增加，期望的EIT信號(hào)的強(qiáng)度增大，其結(jié)果是，能夠提高原子振蕩器I的振蕩特性。
[0087][光檢測(cè)部]
[0088]光檢測(cè)部5具有檢測(cè)透過(guò)氣室2內(nèi)的激勵(lì)光LL(共振光1、2)的強(qiáng)度的功能。
[0089]該光檢測(cè)部5只要能夠檢測(cè)出上述那樣的激勵(lì)光，則沒(méi)有特別限定，例如，可以使用太陽(yáng)能電池、光電二極管等光檢測(cè)器(受光元件)。
[0090]這樣的光檢測(cè)部5與后述的控制部10的激勵(lì)光控制部12連接(參照?qǐng)D1)。
[0091][加熱器]
[0092]加熱器6 (加熱部)具有對(duì)上述氣室2 (更具體地是氣室2中的堿金屬)進(jìn)行加熱的功能。由此，能夠使氣室2中的堿金屬維持為適當(dāng)濃度的氣體狀。
[0093]該加熱器6利用通電(直流)而發(fā)熱，例如由未圖示的、設(shè)置在氣室2的外表面上的兩個(gè)發(fā)熱電阻體構(gòu)成。
[0094]此處，一個(gè)發(fā)熱電阻體設(shè)置在氣室2的窗部22 (入射側(cè)窗部)，另一個(gè)發(fā)熱電阻體設(shè)置在氣室2的窗部23 (射出側(cè)窗部)。通過(guò)在各窗部22、23分別配置發(fā)熱電阻體，能夠防止堿金屬原子在氣室2的窗部22、23發(fā)生結(jié)露。其結(jié)果是，能夠長(zhǎng)期使原子振蕩器I的特性(振蕩特性)保持優(yōu)異。
[0095]這樣的發(fā)熱電阻體由具有對(duì)于激勵(lì)光的透過(guò)性的材料構(gòu)成，具體而言，例如，由ITO(Indium Tin Oxide:銦錫氧化物)、IZO (Indium Zinc Oxide:銦鋒氧化物)、In303、Sn02、含Sb的SnO2、含Al的ZnO等氧化物等的透明電極材料構(gòu)成。
[0096]此外，發(fā)熱電阻體例如可以使用等離子體CVD、熱CVD那樣的化學(xué)蒸鍍法(CVD)、真空蒸鍍等干式鍍層法、溶膠凝膠法等來(lái)形成。
[0097]此外，加熱器6只要能夠?qū)馐?進(jìn)行加熱，則不限于上述方式，可以使用各種加熱器。此外，加熱器6可以與氣室2不接觸。此外，也可以使用帕爾貼元件替代加熱器6或者與加熱器6并用，來(lái)對(duì)氣室2進(jìn)行加熱。
[0098]這樣的加熱器6與后述的控制部10的溫度控制部11電連接而被通電(參照?qǐng)D1)。
[0099][溫度傳感器]
[0100]溫度傳感器7檢測(cè)加熱器6或者氣室2的溫度。進(jìn)而，根據(jù)該溫度傳感器7的檢測(cè)結(jié)果，控制上述加熱器6的發(fā)熱量。由此，能夠使氣室2內(nèi)的堿金屬原子維持期望的溫度。
[0101]此外，溫度傳感器7的設(shè)置位置沒(méi)有特別限定，例如可以在加熱器6上，也可以在氣室2的外表面上。
[0102]溫度傳感器7沒(méi)有特別限定，可以使用熱敏電阻、熱電偶等公知的各種溫度傳感器。
[0103]這樣的溫度傳感器7經(jīng)由未圖示的布線，與后述的控制部10的溫度控制部11電連接(參照?qǐng)D1)。
[0104][磁場(chǎng)產(chǎn)生部]
[0105]磁場(chǎng)產(chǎn)生部8具有產(chǎn)生磁場(chǎng)的功能,該磁場(chǎng)使氣室2內(nèi)的堿金屬的簡(jiǎn)并后的多個(gè)能級(jí)發(fā)生塞曼分裂。由此，通過(guò)塞曼分裂，能夠擴(kuò)大堿金屬的簡(jiǎn)并的不同能級(jí)之間的間隙，提高分辨率。其結(jié)果是，能夠提高原子振蕩器I的振蕩頻率的精度。
[0106]該磁場(chǎng)產(chǎn)生部8例如由以?shī)A著氣室2的方式配置的亥姆霍茲線圈(Helmholtzcoil)或者以覆蓋氣室2的方式配置的電磁線圈構(gòu)成。由此，能夠在氣室2內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)方向的均勻磁場(chǎng)。
[0107]此外，磁場(chǎng)產(chǎn)生部8產(chǎn)生的磁場(chǎng)是恒定磁場(chǎng)(直流磁場(chǎng))，但是也可以疊加交變磁場(chǎng)。
[0108]這樣的磁場(chǎng)產(chǎn)生部8與后述的控制部10的磁場(chǎng)控制部13電連接而被通電控制(參照?qǐng)D1)。
[0109][控制部]
[0110]控制部10具有分別控制光射出部3、加熱器6以及磁場(chǎng)產(chǎn)生部8的功能。
[0111]該控制部10具有:激勵(lì)光控制部12，其控制光射出部3的共振光1、2的頻率；溫度控制部11，其控制氣室2中的堿金屬的溫度；以及磁場(chǎng)控制部13，其控制來(lái)自磁場(chǎng)產(chǎn)生部8的磁場(chǎng)。
[0112]激勵(lì)光控制部12根據(jù)上述光檢測(cè)部5的檢測(cè)結(jié)果，控制從光射出部3射出的共振光1、2的頻率。更具體而言，激勵(lì)光控制部12控制從光射出部3射出的共振光1、2的頻率，使得由上述光檢測(cè)部5檢測(cè)出的(ω1-ω2)成為上述堿金屬的固有頻率ωΟ。
[0113]此外，雖然未圖示，但激勵(lì)光控制部12具有壓控型石英振蕩器(振蕩電路)，其根據(jù)光檢測(cè)部5的檢測(cè)結(jié)果，對(duì)該壓控型石英振蕩器的振蕩頻率進(jìn)行同步/調(diào)整，作為原子振蕩器I的輸出信號(hào)進(jìn)行輸出。
[0114]此外，溫度控制部11根據(jù)溫度傳感器7的檢測(cè)結(jié)果，控制對(duì)加熱器6的通電。由此，能夠使氣室2維持在期望的溫度范圍內(nèi)。
[0115]此外，磁場(chǎng)控制部13控制對(duì)磁場(chǎng)產(chǎn)生部8的通電，使得磁場(chǎng)產(chǎn)生部8產(chǎn)生的磁場(chǎng)恒定。
[0116]這樣的控制部10例如被設(shè)置在安裝于基板上的IC芯片中。
[0117](氣室的內(nèi)部空間與激勵(lì)光之間的位置關(guān)系)
[0118]接下來(lái)，對(duì)氣室2的內(nèi)部空間SI與激勵(lì)光LL之間的位置關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明。
[0119]圖4是圖1所示的原子振蕩器具有的氣室的立體圖，圖5是圖4所示的氣室的縱剖視圖，圖6是圖4所示的氣室的橫剖視圖。此外，圖7是示出距離Dl、D2與頻率穩(wěn)定度Af/f之間的關(guān)系的曲線圖。
[0120]此外，在圖4?圖6中，為了便于說(shuō)明，圖示了 X軸、Y軸以及Z軸作為彼此垂直的3個(gè)軸，將該圖示的各箭頭的前端側(cè)稱作“ + (正)”，將基端側(cè)稱作“_(負(fù))”。此外，以下，為了便于說(shuō)明，將與X軸平行的方向稱作“X軸方向”，將與Y軸平行的方向稱作“Y軸方向”，將與Z軸平行的方向稱作“Z軸方向”。
[0121]首先，簡(jiǎn)單說(shuō)明氣室2的結(jié)構(gòu)。
[0122]如圖4和圖5所示，氣室2具有主體部21和隔著主體部21設(shè)置的I對(duì)窗部22、23。
[0123]在主體部21中，形成有貫通Z軸方向的柱狀的貫通孔211。
[0124]主體部21的結(jié)構(gòu)材料沒(méi)有特別限定，可舉出玻璃材料、石英、金屬材料、樹(shù)脂材料、硅材料等，其中，優(yōu)選使用玻璃材料、石英、硅材料中的任意一種，更優(yōu)選使用硅材料。由此，即使在形成寬度或高度為1mm以下那樣小的氣室2的情況下，也能夠容易地使用蝕刻等精細(xì)加工技術(shù)來(lái)形成高精度的主體部21。
[0125]這樣的主體部21的-Z軸方向側(cè)的端面與窗部22接合，另一方面，主體部21的+Z軸方向側(cè)的端面與窗部23接合。由此，如圖5和圖6所示，形成基于貫通孔211的內(nèi)部空間SI。
[0126]主體部21與窗部22、23之間的接合方法可根據(jù)它們的結(jié)構(gòu)材料來(lái)決定，只要能夠氣密接合，則沒(méi)有特別限定，例如可以使用基于粘結(jié)劑的接合方法、直接接合法、陽(yáng)極接合法等。
[0127]窗部22、23分別為板狀，其板面被設(shè)置為與激勵(lì)光LL的軸垂直。
[0128]此外，各窗部22、23具有對(duì)于來(lái)自上述光射出部3的激勵(lì)光LL的透過(guò)性。而且，一個(gè)窗部22為激勵(lì)光LL入射到氣室2的內(nèi)部空間SI內(nèi)的入射側(cè)窗部，另一個(gè)窗部23為激勵(lì)光LL從氣室2的內(nèi)部空間SI內(nèi)射出的射出側(cè)窗部。
[0129]作為窗部22、23的結(jié)構(gòu)材料，只要具有上述對(duì)于激勵(lì)光的透過(guò)性，則沒(méi)有特別限定，例如可舉出玻璃材料、石英等。在用玻璃材料構(gòu)成窗部22、23的情況下，可以通過(guò)陽(yáng)極接合法簡(jiǎn)單地使由硅材料構(gòu)成的主體部21與窗部22、23氣密接合。此外，根據(jù)窗部22、23的厚度或激勵(lì)光的強(qiáng)度的不同，也可以用硅來(lái)構(gòu)成窗部22、23。
[0130]在內(nèi)部空間SI中，收納有氣體狀的堿金屬。收納在該內(nèi)部空間SI內(nèi)的氣體狀的堿金屬被激勵(lì)光LL激勵(lì)。
[0131]此外，在內(nèi)部空間SI中，作為多余部分而收納有液體狀或固體狀的堿金屬M(fèi)。尤其是，將該液體狀或固體狀的堿金屬M(fèi)配置在內(nèi)部空間SI的+X軸方向側(cè)的端部，構(gòu)成“金屬蓄積部”。在內(nèi)部空間SI內(nèi)的氣體狀的堿金屬不足時(shí)，該堿金屬M(fèi)成為氣體狀，從而用于激勵(lì)光LL的激勵(lì)。
[0132]尤其是，如圖6所示，內(nèi)部空間SI是與Z軸垂直的截面(S卩，與I對(duì)窗部22、23排列的方向垂直的截面)沿著X軸方向(第I方向)延伸的長(zhǎng)條形狀。而且，在設(shè)內(nèi)部空間SI在該截面中的沿著與X軸方向垂直的Y軸方向(第2方向)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1、設(shè)內(nèi)部空間SI在該截面中的沿著X軸方向的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2時(shí)，滿足L2/L1 ^ 1.1的關(guān)系。
[0133]根據(jù)這樣的LI和L2的關(guān)系，如上述那樣，在將作為多余部分的液體狀或固體狀的堿金屬M(fèi)配置在內(nèi)部空間SI的X軸方向上的一端部的狀態(tài)下，使激勵(lì)光LL照射于偏向內(nèi)部空間SI的X軸方向上的另一端側(cè)的位置，由此，即使增大激勵(lì)光LL的寬度d而使得激勵(lì)光LL與主體部21的內(nèi)壁面之間的距離Dl減小，也能夠?qū)⒓?lì)光LL與液體狀或固體狀的堿金屬M(fèi)之間的距離D2保持得較大。其結(jié)果是，能夠抑制多余部分的堿金屬M(fèi)導(dǎo)致的特性下降。
[0134]具體而言，在設(shè)主體部21的內(nèi)壁面與激勵(lì)光LL之間的距離為Dl、設(shè)液體狀或固體狀的堿金屬M(fèi)與激勵(lì)光LL之間的距離為D2時(shí)，滿足2XD1彡D2的關(guān)系。由此，即使增大激勵(lì)光LL的寬度d而使得激勵(lì)光LL與主體部21的內(nèi)壁面之間的距離Dl減小，也能夠?qū)⒓?lì)光LL與液體狀或固體狀的堿金屬M(fèi)之間的距離D2保持得較大。
[0135]如圖7所示，改變距離D2來(lái)測(cè)定頻率穩(wěn)定度Λ f/f的結(jié)果是，在1/D2為I/(2XDl)以下時(shí)，頻率穩(wěn)定度Λ f/f良好，與此相對(duì)，在1/D2超過(guò)I/(2 XDl)時(shí)，頻率穩(wěn)定度Λ f/f急劇惡化。
[0136]換言之，在D2為(2XD1)以上時(shí)，頻率穩(wěn)定度Λ f/f良好，與此相對(duì)，在D2小于(2XD1)時(shí)，頻率穩(wěn)定度Λ f/f急劇惡化。
[0137]根據(jù)這樣的觀點(diǎn)，需要確保較大的距離D2，因此，導(dǎo)出上述那樣的L2/L1彡1.1的關(guān)系。
[0138]此外，LI和L2滿足上述的關(guān)系即可，但優(yōu)選滿足1.3 < L2/L1 ^ 2的關(guān)系，更優(yōu)選滿足1.5 ^ L2/L1 ^ 1.8的關(guān)系。由此，能夠滿足上述那樣的Dl和D2的關(guān)系，并且減少內(nèi)部空間SI的浪費(fèi)空間。此外，在氣室2的內(nèi)部空間SI的空間浪費(fèi)不成問(wèn)題的情況下，只要滿足上述Dl和D2的關(guān)系，則LI和L2的關(guān)系即使不滿足上述關(guān)系，也能夠得到抑制多余部分的堿金屬M(fèi)導(dǎo)致的特性下降的效果。
[0139]在本實(shí)施方式中，從Z軸方向觀察時(shí)，內(nèi)部空間SI為長(zhǎng)方形(矩形)，另一方面，激勵(lì)光LL為圓形。
[0140]此處，在從Z軸方向觀察時(shí)，內(nèi)部空間SI (長(zhǎng)條形狀部)的中心Pl與激勵(lì)光LL的中心P2在X軸方向上錯(cuò)開(kāi)。由此，能夠?qū)⒆鳛槎嘤嗖糠值囊后w狀或固體狀的堿金屬M(fèi)配置在內(nèi)部空間SI的X軸方向上的一端部,并朝偏向另一端側(cè)的位置照射激勵(lì)光LL。此夕卜，內(nèi)部空間SI (長(zhǎng)條形狀部)的中心Pl是從Z軸方向觀察時(shí)的內(nèi)部空間SI (長(zhǎng)條形狀部)的幾何重心，同樣，激勵(lì)光LL的中心P2是從Z軸方向觀察時(shí)的激勵(lì)光LL的幾何重心(中心軸)。
[0141]此外，在本實(shí)施方式中，內(nèi)部空間SI的沿著X軸方向的長(zhǎng)度L2在內(nèi)部空間SI的沿著Z軸方向(即，I對(duì)窗部22、23排列的方向)的整個(gè)區(qū)域中是固定的。此處，與Z軸垂直的截面滿足上述LI和L2的關(guān)系的部分構(gòu)成“長(zhǎng)條形狀部”，該長(zhǎng)條形狀部設(shè)置在內(nèi)部空間SI的沿著Z軸方向的整個(gè)區(qū)域中。
[0142]這樣，長(zhǎng)條形狀部沿著Z軸方向延伸，由此，能夠充分確保配置在長(zhǎng)條形狀部的長(zhǎng)度方向(X軸方向)的一端部的液體狀或固體狀的堿金屬M(fèi)的量。
[0143]此外，通過(guò)將長(zhǎng)條形狀部設(shè)置在內(nèi)部空間SI的沿著Z軸方向的整個(gè)區(qū)域中，使用具有固定寬度的貫通孔211的主體部21 S阿，因此，比較容易形成主體部21。例如，在利用硅材料或玻璃材料來(lái)構(gòu)成主體部21的情況下，能夠使用濕式蝕刻較簡(jiǎn)單且高精度地形成這樣的貫通孔211。
[0144]此外，長(zhǎng)度LI優(yōu)選為0.5mm以上且3mm以下，更優(yōu)選為Imm以上且2.5mm以下。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)氣室2的小型化。此外，這樣，在氣室2是小型的情況下，從提高振蕩特性的方面來(lái)看，為了使被照射激勵(lì)光LL的氣體狀的堿金屬的原子的量增多，需要盡量增大激勵(lì)光LL的寬度d。在這樣的情況下，即使激勵(lì)光LL與主體部21的內(nèi)壁面之間的距離Dl減小，通過(guò)滿足上述LI和L2的關(guān)系以及Dl和D2的關(guān)系，也能夠?qū)⒓?lì)光LL與固體狀或液體狀的堿金屬M(fèi)的原子之間的距離D2增大到能夠抑制多余部分的堿金屬M(fèi)的原子導(dǎo)致的特性下降的程度。
[0145]此外，距離Dl優(yōu)選為0.05mm以上且1_以下，更優(yōu)選為0.1mm以上且0.8mm以下，進(jìn)一步優(yōu)選為0.2mm以上且0.6mm以下。由此,既能夠使被照射激勵(lì)光LL的氣體狀的堿金屬的原子的量增多，又能夠抑制主體部21的內(nèi)壁面附近的動(dòng)作不同于其它堿金屬原子的堿金屬原子與激勵(lì)光LL發(fā)生共振而導(dǎo)致的特性下降。
[0146]根據(jù)以上說(shuō)明的原子振蕩器1，將作為多余部分的液體狀或固體狀的堿金屬M(fèi)配置在構(gòu)成長(zhǎng)條形狀部的內(nèi)部空間SI的X軸方向的一端部，并朝偏向另一端側(cè)的位置照射激勵(lì)光LL，因此，即使增大激勵(lì)光LL的寬度d而使得激勵(lì)光LL與主體部21的內(nèi)壁面之間的距離Dl減小，也能夠增大激勵(lì)光LL與液體狀或固體狀的堿金屬M(fèi)之間的距離D2。其結(jié)果是，能夠抑制多余部分的堿金屬M(fèi)導(dǎo)致的特性下降。
[0147]<第2實(shí)施方式>
[0148]接下來(lái)，對(duì)本發(fā)明第2實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0149]圖8是示出本發(fā)明第2實(shí)施方式的氣室的橫剖視圖。
[0150]除了原子室的內(nèi)部空間的橫截面形狀不同以外，本實(shí)施方式與上述第I實(shí)施方式相同。
[0151]在以下的說(shuō)明中，關(guān)于第2實(shí)施方式，以與上述實(shí)施方式的不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說(shuō)明，省略相同事項(xiàng)的說(shuō)明。此外，在圖8中，對(duì)于與上述實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)，標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)。
[0152]在圖8所示的氣室2A(原子室)中，具有主體部21A來(lái)替代第I實(shí)施方式的主體部21。
[0153]在主體部21A中，形成有貫通Z軸方向的柱狀的貫通孔211A。在從Z軸方向觀察時(shí)，該貫通孔211A為橢圓狀或長(zhǎng)圓狀。
[0154]S卩，內(nèi)部空間SI (長(zhǎng)條形狀部)的沿著與Z軸方向垂直的方向的截面形狀為橢圓形或者長(zhǎng)圓形。這樣，由于在截面形狀的輪廓部中具有曲線部分，因此能夠減少內(nèi)部空間Si的浪費(fèi)空間。其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)氣室2A的小型化。此外，由于氣室2A的內(nèi)部空間SI的壁面具有曲面部，因此，氣室2A的制造變得簡(jiǎn)單。
[0155]通過(guò)以上的第2實(shí)施方式，也能夠抑制由多余部分的堿金屬M(fèi)導(dǎo)致的特性下降。
[0156]<第3實(shí)施方式>
[0157]接下來(lái)，對(duì)本發(fā)明第3實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0158]圖9是示出本發(fā)明第3實(shí)施方式的氣室的縱剖視圖。
[0159]除了原子室的內(nèi)部空間的縱截面形狀不同以外，本實(shí)施方式與上述第I實(shí)施方式相同。
[0160]在以下的說(shuō)明中，關(guān)于第3實(shí)施方式，以與上述實(shí)施方式的不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說(shuō)明，省略相同事項(xiàng)的說(shuō)明。此外，在圖9中，對(duì)于與上述實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)。
[0161]在圖9所示的氣室2B (原子室)中，具有主體部21B來(lái)替代第I實(shí)施方式的主體部21。
[0162]在主體部21B中，形成有貫通Z軸方向的柱狀的貫通孔211B。該貫通孔21IB的沿著X軸方向的寬度隨著從+Z軸方向側(cè)到-Z軸方向側(cè)逐漸地(在本實(shí)施方式中是連續(xù)地)變大。
[0163]S卩，內(nèi)部空間SI的沿著X軸方向的長(zhǎng)度在內(nèi)部空間SI的沿著Z軸方向的一端部變大，該一端部構(gòu)成“長(zhǎng)條形狀部”。由此，能夠容易地將固體狀或液體狀的堿金屬M(fèi)的原子配置在期望的局部位置(在圖9中是內(nèi)部空間SI的-Z軸方向側(cè)的端部)。
[0164]此處，內(nèi)部空間SI的-Z軸方向側(cè)的端部的沿著X軸方向的長(zhǎng)度是L2，內(nèi)部空間SI的+Z軸方向側(cè)的端部的沿著X軸方向的長(zhǎng)度是小于L2的L3。從確保激勵(lì)光LL的通過(guò)區(qū)域的方面來(lái)看，該長(zhǎng)度L3優(yōu)選等于或大于長(zhǎng)度LI。
[0165]通過(guò)以上說(shuō)明的第3實(shí)施方式，也能夠抑制由多余部分的堿金屬M(fèi)導(dǎo)致的特性下降。
[0166]<第4實(shí)施方式>
[0167]接下來(lái)，對(duì)本發(fā)明第4實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0168]圖10是示出本發(fā)明第4實(shí)施方式的氣室的縱剖視圖。
[0169]除了原子室的內(nèi)部空間的縱截面形狀不同以外，本實(shí)施方式與上述第I實(shí)施方式相同。
[0170]在以下的說(shuō)明中，關(guān)于第4實(shí)施方式，以與上述實(shí)施方式的不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說(shuō)明，省略相同事項(xiàng)的說(shuō)明。此外，在圖10中，對(duì)于與上述實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)。
[0171]在本實(shí)施方式的氣室2C (原子室)中，具有主體部21C來(lái)替代第I實(shí)施方式的主體部21。
[0172]在主體部21C中，形成有貫通Z軸方向的柱狀的貫通孔211C。該貫通孔21IC的沿著X軸方向的寬度在Z軸方向的中間變大。
[0173]S卩，內(nèi)部空間SI的沿著X軸方向的長(zhǎng)度在內(nèi)部空間SI的沿著Z軸方向的中間變大，該中間部分構(gòu)成“長(zhǎng)條形狀部”。由此，能夠容易地將固體狀或液體狀的堿金屬M(fèi)的原子配置在期望的局部位置(在圖10中，為內(nèi)部空間SI的Z軸方向的中間部分)。
[0174]此處，內(nèi)部空間SI的Z軸方向的中間部分的沿著X軸方向的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，內(nèi)部空間SI的Z軸方向的兩端部各自的沿著X軸方向的長(zhǎng)度為小于L2的L4。從確保激勵(lì)光LL的通過(guò)區(qū)域的方面來(lái)看，該長(zhǎng)度L4優(yōu)選等于或大于長(zhǎng)度LI。
[0175]通過(guò)以上說(shuō)明的第4實(shí)施方式，也能夠抑制由多余部分的堿金屬M(fèi)導(dǎo)致的特性下降。
[0176]<第5實(shí)施方式>
[0177]接下來(lái)，對(duì)本發(fā)明第5實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0178]圖11是示出本發(fā)明第5實(shí)施方式的氣室的橫剖視圖。
[0179]除了原子室的橫截面形狀不同以外，本實(shí)施方式與上述第I實(shí)施方式相同。
[0180]在以下的說(shuō)明中，關(guān)于第5實(shí)施方式，以與上述實(shí)施方式的不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說(shuō)明，省略相同事項(xiàng)的說(shuō)明。此外，在圖11中，對(duì)于與上述實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)。
[0181]在本實(shí)施方式的氣室2D (原子室)中，具有主體部21D來(lái)替代第I實(shí)施方式的主體部21。
[0182]在主體部21D中，形成有貫通Z軸方向的柱狀的貫通孔211D。在從Z軸方向觀察時(shí)，該貫通孔211D為橢圓狀或長(zhǎng)圓狀。
[0183]S卩，內(nèi)部空間SI (長(zhǎng)條形狀部)的沿著與Z軸方向垂直的方向的截面形狀為橢圓形或者長(zhǎng)圓形。由此，能夠減少內(nèi)部空間SI的浪費(fèi)空間。其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)氣室2D的小型化。
[0184]尤其是，在本實(shí)施方式中，在從Z軸方向觀察時(shí)，內(nèi)部空間SI的長(zhǎng)度方向相對(duì)于主體部21D的呈四邊形的外形的邊傾斜地配置。換言之，在從Z軸方向觀察時(shí)，呈橢圓形或者長(zhǎng)圓形的內(nèi)部空間SI的長(zhǎng)度方向沿著呈四邊形的主體部21D的對(duì)角線配置。由此，能夠在主體部21D中高效地配置內(nèi)部空間SI，實(shí)現(xiàn)氣室2D的小型化。
[0185]通過(guò)以上說(shuō)明的第5實(shí)施方式，也能夠抑制由多余部分的堿金屬M(fèi)導(dǎo)致的特性下降。
[0186]2.電子設(shè)備
[0187]以上說(shuō)明的原子振蕩器能夠組裝到各種電子設(shè)備中。這樣的電子設(shè)備具有優(yōu)異的可靠性。
[0188]以下，對(duì)本發(fā)明的電子設(shè)備進(jìn)行說(shuō)明。
[0189]圖12是示出在利用了 GPS衛(wèi)星的定位系統(tǒng)中使用本發(fā)明的原子振蕩器的情況下的概略結(jié)構(gòu)的圖。
[0190]圖12所示的定位系統(tǒng)100由GPS衛(wèi)星200、基站裝置300以及GPS接收裝置400構(gòu)成。
[0191 ] GPS衛(wèi)星200發(fā)送定位信息(GPS信號(hào))。
[0192]基站裝置300具有:接收裝置302，其例如經(jīng)由設(shè)置在電子基準(zhǔn)點(diǎn)(GPS連續(xù)觀測(cè)站)的天線301，高精度地接收來(lái)自GPS衛(wèi)星200的定位信息；以及發(fā)送裝置304，其經(jīng)由天線303發(fā)送由該接收裝置302接收到的定位信息。
[0193]此處，接收裝置302是具有上述本發(fā)明的原子振蕩器I來(lái)作為其基準(zhǔn)頻率振蕩源的電子裝置。這樣的接收裝置302具有優(yōu)異的可靠性。此外，由接收裝置302接收到的定位信息被發(fā)送裝置304實(shí)時(shí)地發(fā)送。
[0194]GPS接收裝置400具有:衛(wèi)星接收部402，其經(jīng)由天線401接收來(lái)自GPS衛(wèi)星200的定位信息；以及基站接收部404，其經(jīng)由天線403接收來(lái)自基站裝置300的定位信息。
[0195]3.移動(dòng)體
[0196]圖13是示出本發(fā)明的移動(dòng)體的一例的圖。
[0197]在該圖中，移動(dòng)體1500具有車(chē)體1501和4個(gè)車(chē)輪1502，并構(gòu)成為通過(guò)設(shè)置在車(chē)體1501上的未圖示的動(dòng)力源(發(fā)動(dòng)機(jī))來(lái)使車(chē)輪1502旋轉(zhuǎn)。在這樣的移動(dòng)體1500中內(nèi)置有原子振蕩器I。
[0198]根據(jù)這樣的移動(dòng)體，能夠發(fā)揮優(yōu)異的可靠性。
[0199]此外，具有本發(fā)明的原子振蕩器的電子設(shè)備不限于上述設(shè)備，例如也可以應(yīng)用于:移動(dòng)電話、數(shù)字照相機(jī)、噴射式噴出裝置(例如噴墨打印機(jī))、個(gè)人計(jì)算機(jī)(移動(dòng)型個(gè)人計(jì)算機(jī)、筆記本型個(gè)人計(jì)算機(jī))、電視機(jī)、攝像機(jī)、錄像機(jī)、汽車(chē)導(dǎo)航裝置、尋呼器、電子記事本(包含帶通信功能的)、電子詞典、計(jì)算器、電子游戲設(shè)備、文字處理器、工作站、電視電話、防盜用電視監(jiān)視器、電子望遠(yuǎn)鏡、POS終端、醫(yī)療設(shè)備(例如電子體溫計(jì)、血壓計(jì)、血糖儀、心電圖計(jì)測(cè)裝置、超聲波診斷裝置、電子內(nèi)窺鏡)、魚(yú)群探測(cè)器、各種測(cè)量設(shè)備、計(jì)量?jī)x器類(lèi)(例如，車(chē)輛、飛機(jī)、船舶的計(jì)量?jī)x器類(lèi))、飛行模擬器、地面數(shù)字廣播、移動(dòng)電話基站等。
[0200]以上，根據(jù)圖示的實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的原子室、原子共振躍遷裝置、原子振蕩器、電子設(shè)備以及移動(dòng)體進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不限定于此。
[0201]此外，本發(fā)明的各部結(jié)構(gòu)可以置換為發(fā)揮與上述實(shí)施方式相同功能的任意結(jié)構(gòu)，此外，還可以附加任意結(jié)構(gòu)。
[0202]此外，本發(fā)明可以使上述各實(shí)施方式的任意結(jié)構(gòu)彼此組合。
[0203]此外，在上述實(shí)施方式中，將利用波長(zhǎng)不同的兩種光的量子干涉效應(yīng)來(lái)使銫等進(jìn)行共振躍遷的量子干涉裝置作為本發(fā)明的原子共振躍遷裝置的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明的原子共振躍遷裝置不限于此，也可以應(yīng)用于利用基于光和微波的雙重共振現(xiàn)象來(lái)使銣等進(jìn)行共振躍遷的雙重共振裝置。
【權(quán)利要求】
1.一種原子室，其特征在于，該原子室具有: I對(duì)窗部； 主體部，其配置在所述I對(duì)窗部之間，與所述I對(duì)窗部一起構(gòu)成內(nèi)部空間；以及 金屬原子，其被封入所述內(nèi)部空間中， 在設(shè)所述內(nèi)部空間的在與所述I對(duì)窗部排列的方向相交的截面中的沿著彼此垂直的方向的長(zhǎng)度為L(zhǎng)I和L2時(shí)，滿足L2/L1彡1.1的關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原子室，其中， 具有所述截面的長(zhǎng)條形狀部沿著所述I對(duì)窗部排列的方向延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的原子室，其中， 所述L2在所述內(nèi)部空間的沿著所述I對(duì)窗部排列的方向的整個(gè)區(qū)域中是一致的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的原子室，其中， 所述L2在所述內(nèi)部空間的沿著所述I對(duì)窗部排列的方向的端部或者中間具有較大的部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原子室，其中， 所述截面形狀具有曲線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原子室，其中， 所述LI處于0.5mm以上3mm以下的范圍內(nèi)。
7.一種原子共振躍遷裝置，其特征在于，其具有: 權(quán)利要求2所述的原子室；以及 光射出部，其向所述原子室射出包含用于使所述金屬原子共振的共振光對(duì)的光，所述長(zhǎng)條形狀部在長(zhǎng)度方向的一端部具有配置了液體狀或固體狀的金屬原子的金屬蓄積部， 在設(shè)所述主體部的內(nèi)壁面與所述光之間的距離為D1、設(shè)所述金屬蓄積部中配置的液體狀或固體狀的金屬原子與所述光之間的距離為D2時(shí)，滿足2XD1 ( D2的關(guān)系。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的原子共振躍遷裝置，其中， 在從所述I對(duì)窗部排列的方向觀察時(shí)，所述長(zhǎng)條形狀部的中心與所述光的中心在所述長(zhǎng)度方向上錯(cuò)開(kāi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的原子共振躍遷裝置，其中， 所述Dl處于0.05mm以上且Imm以下的范圍內(nèi)。
10.一種原子共振躍遷裝置，其特征在于，其具有: 原子室，其具有封入了金屬原子的內(nèi)部空間；以及 光射出部，其向所述原子室射出包含用于使所述金屬原子共振的共振光對(duì)的光， 所述內(nèi)部空間在所述內(nèi)部空間的壁面的一部分具有配置了液體狀或固體狀的金屬原子的金屬蓄積部， 在設(shè)所述內(nèi)部空間的壁面與所述光之間的距離為D1、設(shè)所述金屬蓄積部中配置的液體狀或固體狀的金屬原子與所述光之間的距離為D2時(shí)，滿足2XD1 ( D2的關(guān)系。
11.一種原子振蕩器，其特征在于，其具有權(quán)利要求7所述的原子共振躍遷裝置。
12.一種電子設(shè)備，其特征在于，其具有權(quán)利要求7所述的原子共振躍遷裝置。
13.—種移動(dòng)體，其特征在于，其具有權(quán)利要求7所述的原子共振躍遷裝置。
【文檔編號(hào)】H03L7/26GK104518793SQ201410483759
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】牧義之 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社