本發(fā)明涉及量子干涉裝置、原子振蕩器、電子設(shè)備以及移動體。

背景技術(shù)：

一直以來，公知例如基于銣、銫等堿金屬的原子的能量轉(zhuǎn)變來進(jìn)行振蕩的振蕩器(例如參照非專利文獻(xiàn)1)。

非專利文獻(xiàn)1的振蕩器具有：密封氣體狀的堿金屬的室、射出激勵室內(nèi)的銫的光的vcsel(verticalcavitysurfaceemittinglaser：垂直腔表面發(fā)射激光器)、檢測透過室的光的光電二極管以及配置在vcsel與室之間的隔離件。此外，在非專利文獻(xiàn)1的振蕩器中，vcsel、隔離件、室、光電二極管依次排成一列。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1：proceedingsofthe39thannualprecisetimeandtimeintervalmeeting(2007)/thechip-scaleatomicclock-prototypeevaluation

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

此處，在上述那樣的振蕩器中，為了提高振蕩特性，必須在某種程度上增大射入室內(nèi)的光的直徑(寬度)。

但是，在非專利文獻(xiàn)1的振蕩器中，由于使光以vcsel的輻射角射入室內(nèi)，因此，為了使光徑大的光射入室內(nèi)，vcsel與室之間的距離增大。因此，存在不能使振蕩器小型化的問題。

本發(fā)明的目的在于提供小型且具有優(yōu)異的振蕩特性的量子干涉裝置以及原子振蕩器，并且提供具有該量子干涉裝置的可靠性優(yōu)異的電子設(shè)備以及移動體。

用于解決課題的手段

本發(fā)明是為了解決上述課題的至少一部分而完成的，能夠通過以下的本發(fā)明來實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的量子干涉裝置的特征在于，其具有：原子室，其密封有堿金屬原子；光源，其射出激勵所述原子室內(nèi)的所述堿金屬原子的光；光檢測部，其檢測透過所述原子室的所述光；以及光學(xué)元件，其配置在所述光源與所述原子室之間，擴(kuò)大從所述光源射出的所述光的輻射角。

根據(jù)這樣的量子干涉裝置，即使使光源與原子室之間的距離比以往短，也能夠使光徑大的光射入原子室內(nèi)，并能夠增大堿金屬與從光源射出的光相互作用的區(qū)域。因此，即使光源與原子室之間的距離縮短，也能夠提高光檢測部中檢測的例如eit信號的強(qiáng)度，從而能夠使量子干涉裝置的短期頻率特性提高。因此，根據(jù)本發(fā)明的量子干涉裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化且發(fā)揮優(yōu)異的振蕩特性。

本發(fā)明的量子干涉裝置中優(yōu)選為：具有遮光部件，所述遮光部件設(shè)在所述光學(xué)元件與所述原子室之間，對通過所述光學(xué)元件擴(kuò)大了所述輻射角后的所述光的一部分進(jìn)行遮光。

由此，例如對作為光的一部分的光的強(qiáng)度低的外周部進(jìn)行遮光，能夠使能量密度的變化小的光射入原子室內(nèi)。因此，例如通過斯塔克位移，能夠緩和eit信號的線寬增大或eit信號的形狀變?yōu)榉菍ΨQ的情況。其結(jié)果是能夠使振蕩特性進(jìn)一步提高。

本發(fā)明的量子干涉裝置中優(yōu)選為：具有設(shè)在所述原子室與所述光學(xué)元件之間的1/4波長板。

由此，能夠增大從光檢測部輸出的例如eit信號。其結(jié)果是，能夠使振蕩特性進(jìn)一步提高。此外，通過在原子室與光學(xué)元件之間設(shè)置1/4波長板，即使需要在原子室與光學(xué)元件之間設(shè)置空間，也能夠有效利用該空間。

本發(fā)明的量子干涉裝置中優(yōu)選為：具有支承所述光源的支承部，所述光源設(shè)置在所述支承部與所述光學(xué)元件之間。

由此，通過使用支承部作為定位部件，能夠容易設(shè)定與光學(xué)元件和光源的排列方向相交的方向上的光學(xué)元件及光源的相對位置關(guān)系。因此，能夠容易且正確地相對于原子室配置光學(xué)元件及光源。

本發(fā)明的量子干涉裝置中優(yōu)選為：具有支承所述光源的支承部，所述支承部設(shè)置在所述光源與所述光學(xué)元件之間。

由此，通過使用支承部作為規(guī)定光學(xué)元件與光源之間的距離的隔離件，能夠容易設(shè)定與光學(xué)元件和光源的排列方向相交的方向上的光學(xué)元件及光源的相對位置關(guān)系。因此，能夠容易且正確地相對于原子室配置光學(xué)元件及光源。

本發(fā)明的量子干涉裝置中優(yōu)選為：所述光學(xué)元件為凹透鏡。

由此，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)擴(kuò)大輻射角。此外，例如在使用射出指向性高的光的激光器作為光源的情況下，能夠保持其指向性并擴(kuò)大輻射角。因此，能夠減小例如eit信號的線寬，并提高eit信號的強(qiáng)度，因而能夠使振蕩特性進(jìn)一步提高。

本發(fā)明的量子干涉裝置中優(yōu)選為：所述光學(xué)元件為菲涅爾透鏡。

由此，能夠使光學(xué)元件的厚度更薄，并擴(kuò)大輻射角。此外，例如，在使用射出指向性高的光的激光器作為光源的情況下，能夠保持其指向性并擴(kuò)大輻射角。因此，能夠減小例如eit信號的線寬，并提高eit信號的強(qiáng)度，因而，能夠使振蕩特性進(jìn)一步提高。

本發(fā)明的量子干涉裝置中優(yōu)選為：所述光學(xué)元件為光擴(kuò)散板。

由此，能夠使光學(xué)元件的厚度更薄，并進(jìn)一步擴(kuò)大輻射角。因此，能夠使光學(xué)元件進(jìn)一步接近原子室，從而能夠使本發(fā)明的量子干涉裝置更小型。

本發(fā)明的量子干涉裝置中優(yōu)選為：所述光源的發(fā)光面與所述原子室之間的距離為0.3mm以上2.0mm以下。

由此，能夠防止大型化并充分?jǐn)U大光的輻射角。

本發(fā)明的量子干涉裝置中優(yōu)選為：通過所述光學(xué)元件擴(kuò)大了所述輻射角后的所述光的所述輻射角為40°以上，

通過所述光學(xué)元件擴(kuò)大了所述輻射角后的所述光的光譜線寬為100mhz以下。

由此，能夠充分增大光與堿金屬原子相互作用的區(qū)域，并且能夠使例如eit信號的線寬減小。因此，能夠使振蕩特性進(jìn)一步提高。

本發(fā)明的原子振蕩器的特征在于具有本發(fā)明的量子干涉裝置。

由此，能夠提供小型且發(fā)揮優(yōu)異的振蕩特性的原子振蕩器。

本發(fā)明的電子設(shè)備的特征在于具有本發(fā)明的量子干涉裝置。

由此，能夠提供具有優(yōu)異的可靠性的電子設(shè)備。

本發(fā)明的移動體的特征在于具有本發(fā)明的量子干涉裝置。

由此，能夠提供具有優(yōu)異的可靠性的移動體。

附圖說明

圖1是示出具有本發(fā)明第1實(shí)施方式的量子干涉裝置的原子振蕩器的概要結(jié)構(gòu)圖。

圖2是用于說明堿金屬的能態(tài)的圖。

圖3是示出來自光出射部的兩個光的頻率差與光檢測部中的檢測強(qiáng)度的關(guān)系的曲線圖。

圖4是示出圖1所示的原子振蕩器的概要結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖5是示出圖4所示的光源、光學(xué)系統(tǒng)、原子室以及光檢測部的示意剖視圖。

圖6是示意地示出通過圖5所示的光學(xué)元件擴(kuò)大的光的截面強(qiáng)度分布的圖。

圖7是示出具有本發(fā)明第2實(shí)施方式的量子干涉裝置的原子振蕩器所具有的光源、光學(xué)系統(tǒng)、原子室以及光檢測部的示意剖視圖。

圖8是示出具有本發(fā)明第3實(shí)施方式的量子干涉裝置的原子振蕩器所具有的光源、光學(xué)系統(tǒng)、原子室以及光檢測部的示意剖視圖。

圖9是示出具有本發(fā)明第4實(shí)施方式的量子干涉裝置的原子振蕩器所具有的原子室單元的概要結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖10是示出具有本發(fā)明第5實(shí)施方式的量子干涉裝置的原子振蕩器的概要結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖11是示出利用gps衛(wèi)星的定位系統(tǒng)中使用具有本發(fā)明的量子干涉裝置的原子振蕩器的情況下的概要結(jié)構(gòu)的圖。

圖12是示出具備具有本發(fā)明的量子干涉裝置的原子振蕩器的移動體(汽車)的結(jié)構(gòu)的立體圖。

標(biāo)號說明

1：原子振蕩器；1a：原子振蕩器；1b：原子振蕩器；1c：原子振蕩器；1d：原子振蕩器；2：原子室單元；2c：原子室單元；2d：原子室單元；3：封裝件；4：光學(xué)系統(tǒng)；4a：光學(xué)系統(tǒng)；4b：光學(xué)系統(tǒng)；5：支承部件；6：控制部；8：支承部件；20：隔離件；21：原子室；22：光出射部；24：光檢測部；25：加熱器；26：溫度傳感器；27：線圈；28：基板；29：連接部件；30：粘接劑；31：基體；32：蓋體；34：端子；41：光學(xué)元件；41a：光學(xué)元件；41b：光學(xué)元件；42：遮光部件；43：光學(xué)部件；44：光學(xué)部件；45：遮光部件；51：腳部；52：連結(jié)部；53：柱部；61：激勵光控制部；62：溫度控制部；63：磁場控制部；82：腳部；100：定位系統(tǒng)；200：gps衛(wèi)星；201：基板；202：框架部；203：孔；211：主體部；212：透光部；213：透光部；214：貫通孔；221：光源；222：發(fā)光面；291：連接部件；292：連接部件；300：基站裝置；301：天線；302：接收裝置；303：天線；304：發(fā)送裝置；400：gps接收裝置；401：天線；402：衛(wèi)星接收部；403：天線；404：基站接收部；421：開口；811：框體；812：片部件；813：片部件；1500：移動體；1501：車體；1502：車輪；l2：距離；ll：激勵光；n1：分布；n2：分布；s：內(nèi)部空間；s1：內(nèi)部空間；s2：空間；a：光軸；θ1：輻射角；θ2：輻射角；w1：寬度；l1：長度；l2：距離。

具體實(shí)施方式

下面，根據(jù)附圖所示的優(yōu)選實(shí)施方式，對本發(fā)明的量子干涉裝置、原子振蕩器、電子設(shè)備以及移動體進(jìn)行詳細(xì)說明。

1.原子振蕩器

首先，對作為一種本發(fā)明的量子干涉裝置的原子振蕩器進(jìn)行說明。另外，下面說明將本發(fā)明的量子干涉裝置應(yīng)用于原子振蕩器的例子，但本發(fā)明的量子干涉裝置不限于此，除了原子振蕩器，也能夠適用于例如磁傳感器、量子存儲器等。

<第1實(shí)施方式>

圖1是示出具有本發(fā)明第1實(shí)施方式的量子干涉裝置的原子振蕩器的概要結(jié)構(gòu)圖。圖2是用于說明堿金屬的能態(tài)的圖。圖3是示出來自光出射部的兩個光的頻率差與光檢測部中的檢測強(qiáng)度的關(guān)系的曲線圖。

圖1所示的原子振蕩器1是利用量子干涉效應(yīng)的原子振蕩器。

如圖1所示，該原子振蕩器1具有原子室21、光出射部22、光學(xué)系統(tǒng)4、光檢測部24、加熱器25、溫度傳感器26、線圈27、以及控制原子振蕩器1的各部的控制部6。

首先，簡單地說明原子振蕩器1的原理。

如圖1所示，在原子振蕩器1中，光出射部22向原子室21射出激勵光ll，光檢測部24檢測透過原子室21的激勵光ll。

在原子室21內(nèi)密封有氣體狀的堿金屬(金屬原子)，如圖2所示，堿金屬具有三能級系統(tǒng)的能級，可得到能級不同的兩個基態(tài)(基態(tài)1、2)以及激發(fā)態(tài)這3種狀態(tài)。此處，基態(tài)1是比基態(tài)2低的能量狀態(tài)。

從光出射部22射出的激勵光ll包含頻率不同的兩種共振光1、2，在將該兩種共振光1、2照射于上述那樣的氣體狀的堿金屬時，共振光1、2在堿金屬中的光吸收率(透光率)隨著共振光1的頻率ω1與共振光2的頻率ω2之差(ω1-ω2)而變化。

并且，在共振光1的頻率ω1與共振光2的頻率ω2之差(ω1-ω2)與相當(dāng)于基態(tài)1與基態(tài)2之間的能量差的頻率一致時，分別停止從基態(tài)1、2激勵成激發(fā)態(tài)。此時，共振光1、2均不被堿金屬吸收而透過。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：electromagneticallyinducedtransparency)。

例如，如果光出射部22固定共振光1的頻率ω1而使共振光2的頻率ω2變化，則在共振光1的頻率ω1與共振光2的頻率ω2之差(ω1-ω2)與相當(dāng)于基態(tài)1與基態(tài)2之間的能量差的頻率ω0一致時，光檢測部24的檢測強(qiáng)度如圖3所示那樣伴隨著上述eit現(xiàn)象而陡峭地上升。檢測這樣的陡峭的信號作為eit信號。該eit信號具有由堿金屬的種類決定的固有值。因此，能夠使用這樣的eit信號來構(gòu)成振蕩器。

以下，對本實(shí)施方式的原子振蕩器1的各部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。

圖4是示出圖1所示的原子振蕩器的概要結(jié)構(gòu)的剖視圖。另外，以下，為了便于說明，將圖4中的上側(cè)稱為“上”、下側(cè)稱為“下”。

如圖4所示，原子振蕩器1具有：產(chǎn)生前述那樣的量子干涉效應(yīng)的原子室單元2、收納原子室單元2的封裝件3、以及收納在封裝件3內(nèi)并將相對于封裝件3支承原子室單元2的支承部件5。另外，雖未圖示，在封裝件3內(nèi)或封裝件3外以包圍原子室單元2的方式配置有線圈27。此外，封裝件3的外側(cè)可以根據(jù)需要設(shè)置磁屏罩。

以下，說明原子振蕩器1的各部。

<原子室單元>

原子室單元2包括：原子室21、具有光源221的光出射部22、光學(xué)系統(tǒng)4、光檢測部24、加熱器25、溫度傳感器26、作為支承部的基板28、以及連接部件29，并且它們被單元化。具體而言，在基板28的上表面裝配有光出射部22、加熱器25、溫度傳感器26以及連接部件29，原子室21和光學(xué)系統(tǒng)4由連接部件29保持，并且光檢測部24通過粘接劑30與連接部件29接合。

[原子室]

在原子室21內(nèi)密封有氣體狀的銣、銫、納等堿金屬。此外，在原子室21內(nèi)，可以根據(jù)需要，與堿金屬氣體一同密封氬、氖等稀有氣體、氮等惰性氣體作為緩沖氣體。

如圖4所示，原子室21具有：具有柱狀的貫通孔214的主體部211、以及封閉該貫通孔214的兩側(cè)開口的一對透光部212、213。由此，形成密封前述那樣的堿金屬的內(nèi)部空間s。

在本實(shí)施方式中，貫通孔214呈圓柱狀。因此，貫通孔214的橫截面(與光軸a垂直的方向上的截面)、即內(nèi)部空間s的橫截面呈圓形。另外，貫通孔214的橫截面形狀不限于圓形，也可以是楕圓形、四邊形等多邊形等。

此外，將沿光軸a的方向上的內(nèi)部空間s的長度設(shè)為l1、內(nèi)部空間s的橫截面的寬度設(shè)為w1時，l1/w1例如能夠設(shè)為1以上2以下。長度l1例如能夠設(shè)為2mm以上7mm以下。寬度w1例如能夠設(shè)為2mm以上4.5mm以下。

此處，原子室21的各透光部212、213具有對于來自光出射部22的激勵光ll(共振光)的透射性。并且，一個透光部212是向原子室21內(nèi)射入的激勵光ll透過的“入射側(cè)透光部”，另一個透光部213是從原子室21內(nèi)射出的激勵光ll透過的“出射側(cè)透光部”。

構(gòu)成該透光部212、213的材料如果具有前述那樣的對于激勵光ll的透射性，則沒有特別限定，例如可舉出玻璃材料、石英等。

此外，構(gòu)成原子室21的主體部211的材料沒有特別限定，可以是硅材料、陶瓷材料、金屬材料、樹脂材料等，也可以與透光部212、213同樣地是玻璃材料、石英等。

并且，各透光部212、213與主體部211氣密地接合。由此，能夠使原子室21的內(nèi)部空間s成為氣密空間。

原子室21的主體部211與透光部212、213的接合方法根據(jù)這些構(gòu)成材料而確定，沒有特別限定，例如可以采用使用粘接劑的接合方法、直接接合法、陽極接合法等。

[光出射部]

光出射部22具有射出激勵原子室21中的堿金屬原子的激勵光ll的光源221。光源221以射出激勵光ll的發(fā)光面222朝向原子室21側(cè)的方式被基板28支承。

光源221射出前述那樣的頻率不同的兩種光(共振光1和共振光2)作為激勵光ll。共振光1的頻率ω1可將原子室21中的堿金屬從前述的基態(tài)1激勵(共振)成激勵態(tài)。此外，共振光2的頻率ω2可將原子室21中的堿金屬從前述的基態(tài)2激勵(共振)成激勵態(tài)。

該光源221如果能像前述那樣射出激勵光ll，沒有特別限定，優(yōu)選使用例如垂直腔表面發(fā)射激光器(vcsel)等半導(dǎo)體激光器等的發(fā)光元件。具體而言，優(yōu)選使用光譜線寬為100mhz以下的半導(dǎo)體激光器。通過使用這樣的射出指向性高的光的激光器，能夠減小從光檢測部24輸出的eit信號的線寬。其結(jié)果是能夠使原子振蕩器1的振蕩特性提高。

[光學(xué)系統(tǒng)]

光學(xué)系統(tǒng)4設(shè)在光源221與原子室21之間，具有光學(xué)元件41、遮光部件42以及光學(xué)部件43、44。本實(shí)施方式中，從光源221側(cè)向原子室21側(cè)依次配置有光學(xué)元件41、遮光部件42、光學(xué)部件43以及光學(xué)部件44。另外，后面詳細(xì)說明光學(xué)系統(tǒng)4。

[光檢測部]

光檢測部24具有檢測透過原子室21內(nèi)的激勵光ll(共振光1、2)的強(qiáng)度的功能。

該光檢測部24如果能夠檢測上述那樣的激勵光ll，則沒有特別限定，能夠使用例如太陽能電池、光電二極管等光檢測器(受光元件)。

[加熱器]

加熱器25具有通過通電來發(fā)熱的發(fā)熱電阻體(加熱部)。該加熱器25是調(diào)節(jié)原子室21的溫度的“溫度調(diào)節(jié)單元(溫度調(diào)節(jié)元件)”。由此，能夠使原子室單元2維持在期望的溫度，使原子振蕩器1的特性優(yōu)異。

本實(shí)施方式中，如前所述，加熱器25設(shè)在基板28上。并且，來自加熱器25的熱量經(jīng)由基板28以及連接部件29傳遞至原子室21。由此，原子室21(更具體而言是原子室21中的堿金屬)被加熱，能夠使原子室21中的堿金屬維持成期望濃度的氣體狀。此外，本實(shí)施方式中，來自加熱器25的熱量經(jīng)由基板28還傳遞至光源221。

該加熱器25與原子室21分離。由此，能夠抑制由于對加熱器25的通電而產(chǎn)生的無用磁場給原子室21內(nèi)的金屬原子帶來不利影響。

[溫度傳感器]

溫度傳感器26檢測加熱器25或原子室21的溫度。并且，根據(jù)該溫度傳感器26的檢測結(jié)果，控制上述加熱器25的發(fā)熱量。由此，能夠使原子室21內(nèi)的堿金屬原子維持在期望的溫度。

本實(shí)施方式中，溫度傳感器26設(shè)在基板28上。因此，溫度傳感器26經(jīng)由基板28檢測加熱器25的溫度?；蛘?，溫度傳感器26經(jīng)由基板28以及連接部件29檢測原子室21的溫度。

另外，溫度傳感器26的設(shè)置位置不限于此，例如，也可以在連接部件29上，也可以在加熱器25上，還可以在原子室21的外表面上。

溫度傳感器26沒有特別限定，能夠使用熱敏電阻、熱電偶等公知的各種溫度傳感器。

[連接部件]

連接部件29對加熱器25與原子室21的各透光部212、213進(jìn)行熱連接。由此，利用連接部件29的導(dǎo)熱，將來自加熱器25的熱量傳遞至各透光部212、213，從而能夠加熱各透光部212、213。此外，能夠使加熱器25與原子室21分離。因此，能夠抑制由于對加熱器25的通電而產(chǎn)生的無用磁場給原子室21內(nèi)的堿金屬原子帶來不利影響。此外，能夠減少加熱器25的數(shù)量，因此，例如能夠減少用于對加熱器25通電的布線的數(shù)量，其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)原子振蕩器1的小型化。

如圖4所示，連接部件29由夾著原子室21設(shè)置的一對連接部件291、292構(gòu)成。由此，能夠容易進(jìn)行連接部件29相對于原子室21的設(shè)置，并且使熱量從連接部件29均勻地傳遞至原子室21的各透光部212、213。

一對連接部件291、292例如從原子室21的彼此相對的一對側(cè)面的兩側(cè)以夾著原子室21的方式嵌合。并且，透光部212、213與連接部件291、292接觸并進(jìn)行熱連接。此外，連接部件291、292分別形成為避開激勵光ll的通過區(qū)域。

這樣的連接部件29的構(gòu)成材料優(yōu)選使用導(dǎo)熱性優(yōu)異的材料，例如金屬材料。此外，與后述的封裝件3同樣地，連接部件29的構(gòu)成材料優(yōu)選使用非磁性的材料，以不妨礙來自線圈27的磁場。

[基板]

基板28具有支承前述的光出射部22、加熱器25、溫度傳感器26以及連接部件29等的功能。此外，基板28具有向連接部件29傳遞來自加熱器25的熱量的功能。由此，即使加熱器25與連接部件29分離，也能夠向連接部件29傳遞來自加熱器25的熱量。

此處，基板28對加熱器25與連接部件29進(jìn)行熱連接。通過這樣地將加熱器25和連接部件29裝配在基板28上，能夠提高加熱器25的設(shè)置自由度。

此外，光源221裝配在基板28上，由此能夠利用來自加熱器25的熱量對基板28上的光源221進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。

此外，基板28具有與光源221、加熱器25、溫度傳感器26電連接的布線(未圖示)。

這樣的基板28的構(gòu)成材料沒有特別限定，例如可舉出陶瓷材料、金屬材料等，能夠單獨(dú)使用它們中的一種或組合使用兩種以上。另外，在利用金屬材料構(gòu)成基板28的表面的情況下，能夠提高基板28的表面的熱的反射率，抑制來自基板28的熱輻射。此外，在利用金屬材料構(gòu)成基板28的情況下，出于防止基板28具有的布線短路的目的，可以根據(jù)需要，在基板28的表面上設(shè)置例如由樹脂材料、金屬氧化物、金屬氮化物等構(gòu)成的絕緣層。

此外，與后述的封裝件3同樣地，連接部件28的構(gòu)成材料優(yōu)選使用非磁性的材料，以不妨礙來自線圈27的磁場。

另外，根據(jù)連接部件29的形狀、加熱器25的設(shè)置位置等，可以省略基板28。在該情況下，將加熱器25設(shè)置在與連接部件29接觸的位置即可。

[封裝件]

如圖4所示，封裝件3具有收納原子室單元2以及支承部件5的功能。另外，封裝件3內(nèi)可以收納前述的部件以外的部件。

如圖4所示，該封裝件3具有板狀的基體31(底座部)和有底筒狀的蓋體32(蓋部)，蓋體32的開口被基體31封閉。由此，形成收納原子室單元2以及支承部件5的內(nèi)部空間s1。此處，蓋體32與原子室單元2以及支承部件5分離。即，在蓋體32與原子室單元2及支承部件5之間設(shè)有空間。由此，該空間作為隔熱層發(fā)揮功能，能夠減少原子室單元2與封裝件3的外部之間的熱干擾。

基體31經(jīng)由支承部件5支承原子室單元2。

此外，基體31例如是布線基板，在基體31的下表面設(shè)有多個端子34。這些多個端子34經(jīng)由未圖示的布線，分別與前述的光源221及基板28等電連接。

該基體31的構(gòu)成材料沒有特別限定，例如能夠使用樹脂材料、陶瓷材料等，優(yōu)選使用陶瓷材料。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)成布線基板的基體31，同時使內(nèi)部空間s1的氣密性優(yōu)異。

在這樣的基體31上接合有蓋體32?；w31與蓋體32的接合方法沒有特別限定，例如能夠使用釬焊、縫焊、能量束焊接(激光焊接、電子束焊接等)等。另外，在基體31與蓋體32之間可以夾設(shè)用于接合它們的接合部件。

此外，基體31與蓋體32優(yōu)選氣密地接合。即，封裝件3內(nèi)優(yōu)選為氣密空間。由此，能夠使封裝件3內(nèi)成為減壓狀態(tài)，其結(jié)果是能夠使原子振蕩器1的特性提高。

尤其是，封裝件3內(nèi)優(yōu)選成為減壓狀態(tài)(真空)。由此，能夠抑制經(jīng)由封裝件3內(nèi)的空間的熱傳遞。因此，能夠抑制連接部件29與封裝件3的外部之間的熱干擾。此外，能夠更有效地抑制原子室單元2與封裝件3的外部之間的熱傳遞。此外，在使用前述的加熱器25將原子室21的溫度維持在規(guī)定溫度時，能夠減少加熱器25的功耗。

這樣的蓋體32的構(gòu)成材料沒有特別限定，例如能夠使用樹脂材料、陶瓷材料、金屬材料等，但優(yōu)選使用鐵鎳鈷合金、42合金、不銹鋼等金屬材料。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)具有磁屏蔽性的蓋體32，同時使內(nèi)部空間s1的氣密性優(yōu)異。此外，在將線圈27配置在封裝件3的外部的情況下，能夠使用sus304等非磁性材料作為蓋體32的構(gòu)成材料。由此，能夠減小內(nèi)部空間s1的容積，因此，能夠使內(nèi)部空間s1的氣密性優(yōu)異，能夠減少加熱器25的功耗。

[支承部件]

支承部件5收納在封裝件3內(nèi)，具有相對于封裝件3(更具體而言是構(gòu)成封裝件3的一部分的基體31)支承原子室單元2的功能。

此外，支承部件5具有抑制原子室單元2與封裝件3的外部之間的熱傳遞的功能。由此，能夠減少原子室單元2的各部與外部之間的熱干擾。

如圖4所示，該支承部件5具有：豎立設(shè)置在基體31的上面?zhèn)鹊亩鄠€腳部51、與多個腳部51的上端部連接并具有沿厚度方向貫通的多個孔的板狀的連結(jié)部52、以及豎立設(shè)置在連結(jié)部52的上面?zhèn)炔⑴c基板28連接的多個柱部53。

在這樣構(gòu)成的支承部件5中，來自原子室單元2的熱量依次通過柱部53、連結(jié)部52以及腳部51向基體31傳遞。由此，能夠延長經(jīng)由支承部件5a的、從原子室單元2到基體31的熱傳遞路徑。因此，能夠進(jìn)一步減少原子室單元2與封裝件3的外部之間的熱傳遞。

此外，作為支承部件5的構(gòu)成材料，如果是導(dǎo)熱性比較低且能確保支承部件5支承原子室單元2的剛性的材料，則沒有特別限定，優(yōu)選使用例如樹脂材料、陶瓷材料等非金屬，更優(yōu)選使用樹脂材料。在主要利用樹脂材料構(gòu)成支承部件5的情況下，能夠提高支承部件5的熱阻，而且，即使支承部件5的形狀復(fù)雜，例如使用注塑成型等公知方法，也能夠容易制造支承部件5。尤其是，在主要利用樹脂材料構(gòu)成支承部件5的情況下，能夠容易形成由熱阻大的發(fā)泡體構(gòu)成的支承部件5。

此外，支承部件5的構(gòu)成材料優(yōu)選使用非磁性的材料，以不妨礙來自線圈27的磁場。

根據(jù)這樣的支承部件5，由于配置在原子室單元2與基體31之間，能夠減少原子室單元2與外部之間的熱傳遞，高精度地進(jìn)行原子室21、光源221等的溫度控制。

[線圈]

圖1所示的線圈27具有向原子室21內(nèi)的堿金屬施加磁場的功能。由此，通過塞曼分裂，擴(kuò)大原子室21內(nèi)的堿金屬原子退化的不同能級間的能隙，能夠提高分辨率。其結(jié)果是能夠提高原子振蕩器1的振蕩頻率的精度。

在本實(shí)施方式中，線圈27由以構(gòu)成螺線管型的方式卷繞地設(shè)置于原子室21的外周的線圈構(gòu)成。另外，線圈27也可以由以構(gòu)成亥姆霍茲型的方式隔著原子室21相對設(shè)置的一對線圈構(gòu)成。

此外，線圈27產(chǎn)生的磁場可以是直流磁場或交流磁場中的任意一種磁場，也可以是疊加直流磁場和交流磁場而成的磁場。

[控制部]

圖1所示的控制部6具有分別控制加熱器25、線圈27以及光出射部22的功能。

這樣的控制部6具有：控制光源221的共振光1、2的頻率的激勵光控制部61、控制原子室21中的堿金屬的溫度的溫度控制部62、以及控制對原子室21施加的磁場的磁場控制部63。

激勵光控制部61根據(jù)前述的光檢測部24的檢測結(jié)果，控制從光源221射出的共振光1、2的頻率。更具體而言，激勵光控制部61控制從光源221射出的共振光1、2的頻率，使得頻率差(ω1-ω2)成為前述的堿金屬固有的頻率ω0。此外，激勵光控制部61控制從光出射部22射出的共振光1、2的中心頻率。

此處，激勵光控制部61具有未圖示的壓控型石英振蕩器(振蕩電路)，根據(jù)光檢測部24的檢測結(jié)果，對該壓控型石英振蕩器的振蕩頻率進(jìn)行同步/調(diào)整，同時輸出該壓控型石英振蕩器的輸出信號作為原子振蕩器1的輸出信號。

例如，激勵光控制部61具有未圖示的、對來自該壓控型石英振蕩器的輸出信號進(jìn)行倍頻的倍增器，使通過該倍增器倍增的信號(高頻信號)與直流偏置電流重疊而作為驅(qū)動信號輸入至光源221。由此，通過以使光檢測部24檢測出eit信號的方式控制壓控型石英振蕩器，從壓控型石英振蕩器輸出期望頻率的信號。例如，當(dāng)來自原子振蕩器1的輸出信號的期望頻率設(shè)為f時，該倍增器的倍頻率為ω0/(2×f)。由此，當(dāng)壓控型石英振蕩器的振蕩頻率為f時，使用來自倍增器的信號調(diào)制由半導(dǎo)體激光器等發(fā)光元件構(gòu)成的光源221，能夠射出頻率差(ω1-ω2)為ω0的兩個光。

此外，溫度控制部62根據(jù)溫度傳感器26的檢測結(jié)果，控制對加熱器25的通電。由此，能夠?qū)⒃邮?1維持在期望的溫度范圍內(nèi)。

此外，磁場控制部63控制對線圈27的通電，使得線圈27產(chǎn)生的磁場恒定。

這樣的控制部6例如設(shè)置在ic芯片內(nèi)，ic芯片安裝在裝配封裝部3的基板上。另外，控制部6也可以設(shè)在封裝件3內(nèi)(例如基體31上)。

以上對原子振蕩器1的概要進(jìn)行了說明。

接下來，參照圖5和圖6，對光學(xué)系統(tǒng)4進(jìn)行詳述。

圖5是示出圖4所示的光源、光學(xué)系統(tǒng)、原子室以及光檢測部的示意剖視圖。圖6是示意地示出通過圖5所示的光學(xué)元件擴(kuò)大的光的截面強(qiáng)度分布的圖。另外，以下，為了便于說明，將圖5中的上側(cè)稱為“上”、下側(cè)稱為“下”。

[光學(xué)系統(tǒng)]

如圖5所示，光學(xué)系統(tǒng)4設(shè)置在光源221與原子室21之間的激勵光ll的光路上。如上所述，該光學(xué)系統(tǒng)4具有光學(xué)元件41、遮光部件42以及光學(xué)部件43、44。

(光學(xué)元件)

圖5所示的光學(xué)元件41為凹透鏡。

此處，從光源221射出的激勵光ll以規(guī)定的輻射角θ1擴(kuò)散地射出。為了擴(kuò)大該激勵光ll的輻射角θ1，設(shè)置有光學(xué)元件41。即，光學(xué)元件41具有將從光源221射出的激勵光ll的輻射角θ1擴(kuò)大為比其大的輻射角θ2的功能。由此，能夠增大射入原子室21的激勵光ll的光徑。因此，在原子室21內(nèi)，能夠增大堿金屬與激勵光ll相互作用的區(qū)域，從而能夠提高光檢測部24檢測的eit信號的強(qiáng)度。其結(jié)果是，能夠使短期頻率特性提高，從而能夠使振蕩特性提高。此處，所述“輻射角”表示激勵光ll的、以激勵光ll的直徑的光軸a為中心軸的擴(kuò)展角度。所述“激勵光ll的徑”表示激勵光ll的截面強(qiáng)度分布中的光強(qiáng)度為峰值的1/e²的位置的直徑(寬度)。

此外，在本實(shí)施方式中，由于使用凹透鏡作為光學(xué)元件41，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)將輻射角θ擴(kuò)大為比其大的輻射角θ2。此外，通過使用凹透鏡，例如在使用半導(dǎo)體激光器等射出指向性高的光的激光器作為光源221的情況下，能夠保持其指向性并擴(kuò)大輻射角θ1。因此，能夠減小eit信號的線寬，并提高eit信號的強(qiáng)度。其結(jié)果是，能夠使短期頻率特性提高，從而能夠使振蕩特性進(jìn)一步提高。另外，本實(shí)施方式中，光學(xué)元件41的透鏡光學(xué)能力構(gòu)成為在x軸方向與y軸方向上相同，但也可以在x軸方向與y軸方向上不同。

具體地，在本實(shí)施方式中，光學(xué)元件41優(yōu)選使用非球面的凹透鏡。由此，能夠減小球面像差，其結(jié)果是，能夠進(jìn)一步減小eit信號的線寬。

此外，光學(xué)元件41優(yōu)選構(gòu)成為使得θ2/θ1為2以上，更優(yōu)選構(gòu)成為3以上9以下，進(jìn)一步優(yōu)選構(gòu)成為4.5以上6.0以下。由此，能夠以比較簡單的結(jié)構(gòu)使光徑足夠大的激勵光ll射入原子室21內(nèi)。

具體而言，輻射角θ2優(yōu)選為40°以上，更優(yōu)選為60°以上180°以下，進(jìn)一步優(yōu)選為90°以上120°以下。由此，能夠以比較簡單的結(jié)構(gòu)使光徑足夠大的激勵光ll射入原子室21內(nèi)。此外，基于同樣的觀點(diǎn)，原子室21的入射面即透光部212的外表面上的激勵光ll的光束直徑優(yōu)選為小于寬度w1，且原子室21的出射面即透光部213的外表面上的激勵光ll的光束直徑優(yōu)選為大于寬度w1。另外，原子室21的入射面即透光部212的外表面上的激勵光ll的光束直徑優(yōu)選為大于寬度w1，且原子室21的出射面即透光部213的外表面上的激勵光ll的光束直徑優(yōu)選為大于寬度w1。另外，所述“激勵光ll的光束直徑”是通過光學(xué)元件41擴(kuò)大為輻射角θ2的激勵光ll，是沒有后述的遮光部件42的情況下的光束直徑(光束直徑)。此外，輻射角θ1取決于光源221的結(jié)構(gòu)等，例如在使用vcsel的情況下，輻射角θ1為20°左右。

這樣的光學(xué)元件41的構(gòu)成材料如果是具有透過激勵光ll的功能的材料，則沒有特別限定，例如能夠使用樹脂材料、玻璃材料等。另外，在本實(shí)施方式中，以凹透鏡的凹面朝向原子室21側(cè)的方式進(jìn)行配置，但也可以以凹面朝向光源221側(cè)的方式進(jìn)行配置。此外，也可以使用具有兩個凹面的雙凹透鏡等。

此外，光學(xué)元件41的厚度沒有特別限定，例如為0.5mm以上2mm以下。如果是這樣的厚度，則能夠防止光源221與原子室21之間的距離l2過大，能夠充分?jǐn)U大激勵光ll的輻射角θ1。

(遮光部件)

遮光部件42是具有遮光性的膜狀的部件，設(shè)置在光學(xué)部件43的光學(xué)元件41側(cè)的面上。

遮光部件42具有使激勵光ll的一部分通過的開口421，除了開口421的部分具有遮光性。開口421在從光源221側(cè)觀察時呈圓形，遮光部件42以激勵光ll的中央部通過開口421的方式配置。由此，通過光學(xué)元件41擴(kuò)大的激勵光ll的一部分即中央部通過開口421，激勵光ll的剩余部分即外周部被遮光部件42遮擋。由此，通過遮光部件42調(diào)節(jié)激勵光ll的光徑。

此處，如圖6所示，在本實(shí)施方式中，激勵光ll的截面強(qiáng)度分布呈高斯分布。在圖6中，虛線表示的分布n2示出從光源221射出的激勵光ll的截面強(qiáng)度分布，實(shí)線表示的分布n1示出通過光學(xué)元件41擴(kuò)大的激勵光ll的截面強(qiáng)度分布。此外，在圖6中，橫軸表示以0(零)作為光軸a的激勵光ll的直徑(寬度)，縱軸表示以峰值強(qiáng)度(頂點(diǎn))為1進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的光強(qiáng)度。

從圖6可以明確，根據(jù)前述的光學(xué)元件41，激勵光ll擴(kuò)大，激勵光ll的光徑增大。此外，激勵光ll的中央部與激勵光ll的外周部相比，能量密度的變化小。并且，觀察分布n2可以明確，利用光學(xué)元件41擴(kuò)大激勵光ll的光徑，由此能夠進(jìn)一步減小激勵光ll的中央部的能量密度的變化。因此，具有：光學(xué)元件41，其擴(kuò)大激勵光ll；以及遮光部件42，其設(shè)置在光學(xué)元件41與原子室21之間，對通過光學(xué)元件41擴(kuò)大的激勵光ll的一部分即光強(qiáng)度低的外周部進(jìn)行遮擋。由此，能夠使能量密度的變化小的激勵光ll射入原子室21內(nèi)。因此，通過斯塔克位移(starkshift)，能夠緩和eit信號的線寬增大、eit信號的形狀非對稱的情況。

此外，如果除了開口421之外的部分具有遮光性，則遮光部件42的構(gòu)成材料沒有特別限定，例如能夠使用樹脂材料、金屬材料等。此外，遮光部件42能夠使用公知的成膜法形成在光學(xué)部件43上。

此外，遮光部件42優(yōu)選具有吸收激勵光ll的功能。由此，利用不射入原子室21內(nèi)的激勵光ll，能夠減少對所檢測的eit信號產(chǎn)生不利影響。為了對遮光部件42賦予吸收激勵光ll的功能，例如可以舉出使遮光部件42成為黑色或暗色。

此外，遮光部件42的開口421的直徑(寬度)優(yōu)選為小于原子室21的內(nèi)壁面的寬度w1。由此，能夠防止或減少激勵光ll在原子室21內(nèi)碰到主體部211。其結(jié)果是，能夠減小eit信號的線寬。

(光學(xué)部件)

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)射入原子室21的光ll的強(qiáng)度。因此，即使在光源221的輸出大的情況下，也能夠使射入原子室21的激勵光ll成為期望的光量。

光學(xué)部件44為1/4波長板。由此，能夠?qū)碜怨庠?21的激勵光ll從直線偏振轉(zhuǎn)換為圓偏振(右圓偏振或左圓偏振)。通過使用圓偏振的激勵光ll，能夠使顯現(xiàn)期望的eit現(xiàn)象的原子數(shù)增大，增大期望的eit信號的強(qiáng)度。其結(jié)果是，能夠使原子振蕩器1的振蕩特性提高。

此外，在配置1/4波長板即光學(xué)部件44、前述的減光濾光器即光學(xué)部件44等光學(xué)部件的情況下，如本實(shí)施方式那樣，優(yōu)選設(shè)置在原子室21與光學(xué)元件41之間。由此，通過在原子室21與光學(xué)元件41之間設(shè)置作為1/4波長板的光學(xué)部件44，即使需要在原子室21與光學(xué)元件41之間設(shè)置空間，也能夠有效利用該空間。

另外，除了光學(xué)元件41、遮光部件42、光學(xué)部件43、44，光學(xué)系統(tǒng)4還可以具有除此以外的透鏡、偏振板等其他光學(xué)部件。此外，根據(jù)來自光源221的激勵光ll的強(qiáng)度的不同，可省略光學(xué)部件43。

如上所述，以上說明的作為一種本發(fā)明的量子干涉裝置中的原子振蕩器1具有：密封有堿金屬原子的原子室21、射出激勵原子室21內(nèi)的堿金屬原子的激勵光ll的光源221、檢測透過原子室21的激勵光ll的光檢測部24、以及光學(xué)元件41。并且，光學(xué)元件41配置在光源221與原子室21之間，具有擴(kuò)大從光源221射出的激勵光ll的輻射角θ1的功能。根據(jù)這樣的原子振蕩器1，利用光學(xué)元件41，能夠?qū)⑤椛浣铅?的激勵光ll擴(kuò)大為比輻射角θ1大的輻射角θ2，因此，即使使光源221與原子室21之間的距離比以往短，也能使光徑大的激勵光ll射入原子室21內(nèi)。因此，能夠增大堿金屬與激勵光ll相互作用的區(qū)域，能夠提高光檢測部24檢測的eit信號的強(qiáng)度。其結(jié)果是，即使使光源221與原子室21之間的距離比以往短，也能提高短期頻率特性。因此，根據(jù)原子振蕩器1，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化，發(fā)揮優(yōu)異的振蕩特性。

為了顯著地發(fā)揮這樣的效果，在設(shè)光源221的發(fā)光面222與原子室21之間的距離為l2時，l2/l1優(yōu)選為0.03以上2.0以下，進(jìn)一步優(yōu)選為0.03以上1.0以下。此外，具體而言，距離l2優(yōu)選為0.3mm以上2.0mm以下，更優(yōu)選為0.3mm以上1.8mm以下，進(jìn)一步優(yōu)選為0.3mm以上1.6mm以下。由此，能夠防止原子振蕩器1大型化，充分?jǐn)U大激勵光ll的輻射角θ1。

此外，如上所述，通過光學(xué)元件41擴(kuò)大的激勵光ll的輻射角θ2優(yōu)選為40°以上。此外，從光源221射出的激勵光ll、即通過光學(xué)元件41擴(kuò)大的激勵光ll的光譜線寬優(yōu)選為100mhz以下。通過具有這樣的輻射角θ2和光譜線寬度，能夠增大通過光學(xué)元件41擴(kuò)大的激勵光ll與堿金屬原子相互作用的區(qū)域，并且能夠減小eit信號的線寬。因此，能夠使振蕩特性進(jìn)一步提高。

此外，如上所述，在本實(shí)施方式中，具有支承光源221的基板28，在基板28的設(shè)有光源221的一側(cè)設(shè)有光學(xué)元件41。即，在作為支承部的基板28與光學(xué)元件41之間設(shè)有光源221。由此，能夠使用基板28作為設(shè)定光源221及光學(xué)元件41的彼此相對位置的定位部件。因此，能夠容易進(jìn)行光軸a方向(與光學(xué)元件41和光源221的排列方向相交的方向)上的光學(xué)元件41和光源221的定位。其結(jié)果是，能夠容易且正確地相對于原子室21配置光學(xué)元件41及光源221。

<第2實(shí)施方式>

接下來，對本發(fā)明的第2實(shí)施方式進(jìn)行說明。

圖7是示出具有本發(fā)明第2實(shí)施方式的量子干涉裝置的原子振蕩器所具有的光源、光學(xué)系統(tǒng)、原子室以及光檢測部的示意剖視圖。另外，以下為了便于說明，將圖7中的上側(cè)稱為“上”、下側(cè)稱為“下”。

除了光學(xué)元件不同以外，本實(shí)施方式的原子振蕩器與前述的第1實(shí)施方式相同。

另外，在以下的說明中，關(guān)于第2實(shí)施方式，以與前述的實(shí)施方式的區(qū)別點(diǎn)為中心進(jìn)行說明，對于同樣的事項(xiàng)，省略其說明。此外，圖7中，對于與前述的實(shí)施方式同樣的結(jié)構(gòu)，標(biāo)注同一標(biāo)號。

如圖7所示，本實(shí)施方式的原子振蕩器1a具有的光學(xué)系統(tǒng)4a具有作為菲涅爾透鏡的光學(xué)元件41a、遮光部件42以及光學(xué)部件43、44。

光學(xué)元件41a為菲涅爾透鏡，由此，能夠使光學(xué)元件41a的厚度更薄，并且能夠擴(kuò)大激勵光ll的輻射角θ1。因此，能夠使原子振蕩器1a更小型化。此外，在例如使用半導(dǎo)體激光器等射出指向性高的光的激光器作為光源221的情況下，能夠保持其指向性并擴(kuò)大輻射角θ1。因此，能夠減小eit信號的線寬，并提高eit信號的強(qiáng)度。其結(jié)果是，能夠使短期頻率特性提高，能夠使振蕩特性進(jìn)一步提高。

利用這樣的原子振蕩器1a，也能夠與第1實(shí)施方式同樣地實(shí)現(xiàn)小型化，發(fā)揮優(yōu)異的振蕩特性。

<第3實(shí)施方式>

接下來，對本發(fā)明的第3實(shí)施方式進(jìn)行說明。

圖8是示出具有本發(fā)明第3實(shí)施方式的量子干涉裝置的原子振蕩器所具有的光源、光學(xué)系統(tǒng)、原子室以及光檢測部的示意剖視圖。另外，以下為了便于說明，將圖8中的上側(cè)稱為“上”、下側(cè)稱為“下”。

除了光學(xué)元件不同以外，本實(shí)施方式的原子振蕩器與前述的第1實(shí)施方式相同。

另外，在以下的說明中，關(guān)于第3實(shí)施方式，以與前述的實(shí)施方式的區(qū)別點(diǎn)為中心進(jìn)行說明，對于同樣的事項(xiàng)，省略其說明。此外，在圖8中，對于與前述的實(shí)施方式同樣的結(jié)構(gòu)，標(biāo)注同一標(biāo)號。

如圖8所示，本實(shí)施方式的原子振蕩器1b具有的光學(xué)系統(tǒng)4b具有作為光擴(kuò)散板的光學(xué)元件41b、遮光部件42以及光學(xué)部件43、44。

此處，光擴(kuò)散板是對具有透光性的部件賦予使激勵光ll擴(kuò)散的功能而得到的板狀部件。另外，光擴(kuò)散板不限于板狀，可以是片狀或膜狀等。

光學(xué)元件41b為光擴(kuò)散板，由此，能夠使光學(xué)元件41b的厚度更薄，并且能夠擴(kuò)大激勵光ll的輻射角θ1。因此，能夠使光學(xué)元件41b更接近原子室21。因此，能夠使原子振蕩器1b更小型化。

此外，尤其是，在光擴(kuò)散板中，優(yōu)選使用透鏡擴(kuò)散板(lsd：lightshapingdiffuser)作為光學(xué)元件41b。在透鏡擴(kuò)散板的表面上形成有微小且隨機(jī)的透鏡陣列，能夠自由地設(shè)計輻射角θ2。由此，能夠使輻射角θ2成為90°以上，或者使激勵光ll的直徑(寬度)大于原子室21的內(nèi)部空間s的寬度w1。因此，能夠使能量密度的變化更小的激勵光ll射入原子室21內(nèi)。

根據(jù)這樣的原子振蕩器1b，也能夠與第1實(shí)施方式同樣地實(shí)現(xiàn)小型化，發(fā)揮優(yōu)異的振蕩特性。

<第4實(shí)施方式>

接下來，對本發(fā)明的第4實(shí)施方式進(jìn)行說明。

圖9是示出具有本發(fā)明第4實(shí)施方式的量子干涉裝置的原子振蕩器所具有的原子室單元的概要結(jié)構(gòu)的剖視圖。另外，以下為了便于說明，將圖9中的上側(cè)稱為“上”、下側(cè)稱為“下”。

除了還設(shè)置有遮光部件以外，本實(shí)施方式的原子振蕩器與前述的第1實(shí)施方式相同。

在以下的說明中，關(guān)于第4實(shí)施方式，以與前述的實(shí)施方式的區(qū)別點(diǎn)為中心進(jìn)行說明，對于同樣的事項(xiàng)，省略其說明。此外，在圖9中，對于與前述的實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)，標(biāo)注同一標(biāo)號。

如圖9所示，本實(shí)施方式的原子振蕩器1c具有的原子室單元2c具有遮光部件45。

遮光部件45設(shè)置在原子室21具有的主體部211的外表面。此外，遮光部件45還設(shè)置在原子室21具有的透光部213的外表面中除了激勵光ll的通過區(qū)域的部分。

遮光部件45與遮光部件42同樣地呈膜狀。此外，如果是具有遮光性的材料，則遮光部件45的構(gòu)成材料沒有特別限定，例如能夠使用樹脂材料、金屬材料等。此外，遮光部件45能夠使用公知的成膜法形成在主體部211及透光部213上。此外，遮光部件45優(yōu)選具有吸收激勵光ll的功能。由此，能夠減少射入原子室21內(nèi)的激勵光ll中的無用的激勵光ll對eit信號產(chǎn)生不利影響。為了對遮光部件45賦予吸收激勵光ll的功能，例如可舉出使遮光部件45成為黑色或暗色。

通過具有這樣的遮光部件45，能夠減少射入原子室21內(nèi)的激勵光ll中無用的激勵光ll對eit信號產(chǎn)生不利影響。其結(jié)果是，能夠減小eit信號的線寬。另外，在本實(shí)施方式中，省略了第1實(shí)施方式中的遮光部件42，但也可以與第1實(shí)施方式同樣地具有遮光部件42。

根據(jù)這樣的原子振蕩器1c，也能夠與第1實(shí)施方式同樣地實(shí)現(xiàn)小型化，發(fā)揮優(yōu)異的振蕩特性。

<第5實(shí)施方式>

接下來，對本發(fā)明的第5實(shí)施方式進(jìn)行說明。

圖10是示出具有本發(fā)明第5實(shí)施方式的量子干涉裝置的原子振蕩器的概要結(jié)構(gòu)的剖視圖。另外，以下為了便于說明，將圖10中的上側(cè)稱為“上”、下側(cè)稱為“下”。

除了原子室單元及支承部件的結(jié)構(gòu)不同以外，本實(shí)施方式的原子振蕩器與前述的第1實(shí)施方式相同。

另外，在以下的說明中，關(guān)于第5實(shí)施方式，以與前述的實(shí)施方式的區(qū)別點(diǎn)為中心進(jìn)行說明，對于同樣的事項(xiàng)，省略其說明。此外，圖10中，對于與前述的實(shí)施方式同樣的結(jié)構(gòu)，標(biāo)注同一標(biāo)號。

如圖10所示，本實(shí)施方式的原子振蕩器1d具有封裝件3、原子室單元2d、以及相對于封裝件3支承原子室單元2d的支承部件8。

<原子室單元>

原子室單元2d包括：原子室21、具有光源221的光出射部22、光學(xué)系統(tǒng)4、光檢測部24、以及隔離件20，并且它們被單元化。另外，雖然未圖示，但在原子室單元2d的任意位置例如隔離件20上設(shè)有加熱器和溫度傳感器。

[隔離件]

隔離件20具有：作為支承部的基板201、以及豎立設(shè)置在基板201的外周部的框架部202。此外，在框架部202的上端部設(shè)有光學(xué)系統(tǒng)4具有的遮光部件42和光學(xué)部件43、44。通過這樣地使遮光部件42和光學(xué)部件43、44遮擋隔離件20的上方，形成空間s2。在該空間s2中配置有光學(xué)元件41。

此外，在光學(xué)部件44上連接有原子室21，在原子室21的上表面通過未圖示的粘接材料連接有光檢測部24。

此外，基板201在其中央部具有沿厚度方向貫通的孔203。

在基板201的下表面以封堵孔203的下側(cè)的開口的方式設(shè)有光源221。光源221以發(fā)光面222朝向基板201側(cè)的方式安裝在基板201上。由此，激勵光ll通過孔203向原子室21射出。

另一方面，在基板201的上表面以封堵孔203的上側(cè)的開口的方式安裝有光學(xué)元件41。

由此，在基板201的上表面配置有光學(xué)元件41，在基板201的下表面配置有光源221。即，基板201設(shè)在光源221與光學(xué)元件41之間，作為支承光源221及光學(xué)元件41的支承部發(fā)揮功能。由此，能夠使用基板201作為設(shè)定光學(xué)元件41與光源221之間的距離的隔離件。因此，能夠容易設(shè)定光學(xué)元件41與光源221的排列方向上的光學(xué)元件41和光源221的相對位置關(guān)系。其結(jié)果是，能夠容易且正確地相對于原子室21配置光學(xué)元件41及光源221。

此外，基板201具有與光源221電連接的布線(未圖示)。

<支承部件>

支承部件8具有框體811、兩個片部件812、813、以及腳部82。

框體811呈筒狀，相對于原子室單元2分離地設(shè)置，包圍原子室單元2的外周。

多個片部件812、813分別為例如撓性布線基板。片部件812的中央部與光源221連接，外周部與框體811連接。另一方面，片部件813的中央部與光檢測部24連接，外周部與框體811連接。

多個腳部82與框體811的下端部連接，相對于基體31支承框體811。

此外，光源221與片部件812電連接，光檢測部24與片部件813電連接。此外，片部件812、813經(jīng)由未圖示的布線與基體31電連接。

根據(jù)這樣的原子振蕩器1d，也能夠與第1實(shí)施方式同樣地實(shí)現(xiàn)小型化，發(fā)揮優(yōu)異的振蕩特性。

另外，在原子振蕩器1d中，對在基板201的上表面配置光學(xué)元件41的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，但是光學(xué)元件41與基板201也可以用同一材料形成為一體。

2.電子設(shè)備

以上說明的具有本發(fā)明的量子干涉裝置的原子振蕩器能夠裝配在各種電子設(shè)備中。

以下，對具有具備本發(fā)明的量子干涉裝置的原子振蕩器的電子設(shè)備的一例進(jìn)行說明。

圖11是示出在利用gps衛(wèi)星的定位系統(tǒng)中使用具有本發(fā)明的量子干涉裝置的原子振蕩器的情況下的概要結(jié)構(gòu)的圖。

圖11所示的定位系統(tǒng)100由gps衛(wèi)星200、基站裝置300、gps接收裝置400構(gòu)成。

gps衛(wèi)星200發(fā)送定位信息(gps信號)。

基站裝置300具有：接收裝置302，其例如通過設(shè)置在電子基準(zhǔn)點(diǎn)(gps連續(xù)觀測站)的天線301高精度地接收來自gps衛(wèi)星200的定位信息；以及發(fā)送裝置304，其通過天線303發(fā)送該接收裝置302接收到的定位信息。

此處，接收裝置302是具有前述的本發(fā)明的原子振蕩器1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，接收裝置302接收到的定位信息通過發(fā)送裝置304實(shí)時發(fā)送。

gps接收裝置400具有：衛(wèi)星接收部402，其通過天線401接收來自gps衛(wèi)星200的定位信息；以及基站接收部404，其通過天線403接收來自基站裝置300的定位信息。

作為這樣的電子設(shè)備的一例的接收裝置302具有具備本發(fā)明的量子干涉裝置的原子振蕩器1，因此，能夠發(fā)揮優(yōu)異的可靠性。

另外，本發(fā)明的電子設(shè)備不限于前述的電子設(shè)備，例如能夠適用于智能手機(jī)、平板終端、鐘表、移動電話、數(shù)字靜態(tài)相機(jī)、噴墨式噴射裝置(例如噴墨式打印機(jī))、個人計算機(jī)(移動型個人計算機(jī)、膝上型個人計算機(jī))、電視機(jī)、攝像機(jī)、錄像機(jī)、車載導(dǎo)航裝置、尋呼機(jī)、電子記事本(也包括附帶通信功能)、電子辭典、計算器、電子游戲設(shè)備、文字處理器、工作站、視頻電話、防盜用電視監(jiān)視器、電子雙筒望遠(yuǎn)鏡、pos終端、醫(yī)療設(shè)備(例如電子體溫計、血壓計、血糖儀、心電圖測量裝置、超聲波診斷裝置、電子內(nèi)窺鏡)、魚群探測器、各種測定設(shè)備、計量儀器類(例如車輛、飛機(jī)、船舶的計量儀器類)、飛行模擬器、地面數(shù)字廣播、移動電話基站等。

3.移動體

此外，前述那樣的具有本發(fā)明的量子干涉裝置的原子振蕩器能夠裝配在各種移動體中。

以下，對本發(fā)明的移動體的一例進(jìn)行說明。

圖12是示出具備具有本發(fā)明的量子干涉裝置的原子振蕩器的移動體(汽車)的結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖12所示的移動體1500構(gòu)成為具有車體1501和4個車輪1502，通過設(shè)置于車體1501的未圖示的動力源(發(fā)動機(jī))使車輪1502旋轉(zhuǎn)。在這樣的移動體1500中內(nèi)置有原子振蕩器1。并且，例如未圖示的控制部根據(jù)來自原子振蕩器1的振蕩信號來控制動力源的驅(qū)動。

這樣的移動體具有具備本發(fā)明的量子干涉裝置的原子振蕩器1，因此能夠發(fā)揮優(yōu)異的可靠性。

以上，根據(jù)圖示的實(shí)施方式，對本發(fā)明的量子干涉裝置、原子振蕩器、電子設(shè)備以及移動體進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限于此，例如前述的實(shí)施方式的各部的結(jié)構(gòu)可以替換為發(fā)揮同樣功能的任意結(jié)構(gòu)，而且也可以增加任意結(jié)構(gòu)。

此外，在前述的實(shí)施方式中，本發(fā)明的量子干涉裝置以利用電磁誘導(dǎo)透明現(xiàn)象(eit)的原子振蕩器為例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明的量子干涉裝置不限于此，也能夠適用于例如使用雙重共振法的原子振蕩器、石英振蕩器以外的振蕩器等。