的第2單元(氣室部)3;支承單元2、3的支承板(連接部件)7;設(shè)置在單元2、3之間的光學部件41、42、43 ;控制第I單元2和第2單元3的控制部6 ；以及支承它們的布線基板5。
[0072]這里，第I單元2具有光射出部(光源)21、和收納光射出部21的第I封裝22。
[0073]此外，第2單元3具有氣室31、光檢測部32、加熱器33、溫度傳感器34、線圈35、收納它們的第2封裝36、以及收納第2封裝36的磁屏蔽罩38。
[0074]首先，簡單說明原子振蕩器I的原理。
[0075]如圖1所不,在原子振蕩器I中，光射出部21朝向氣室31射出激勵光LL,由光檢測部32對透過氣室31的激勵光LL進行檢測。
[0076]在氣室31內(nèi)，封入有氣體狀的堿金屬(金屬原子)，如圖2所不,堿金屬具有三能級系統(tǒng)的能量能級，可得到能量能級不同的兩個基態(tài)(基態(tài)1、2)和激勵狀態(tài)這3個狀態(tài)。這里，基態(tài)I是比基態(tài)2低的能量狀態(tài)。
[0077]從光射出部21射出的激勵光LL包含頻率不同的兩種共振光1、2，在對上述那樣的氣體狀的堿金屬照射這兩種共振光1、2時,共振光1、2在堿金屬中的光吸收率(光透射率)隨著共振光I的頻率ω I與共振光2的頻率ω 2之差(ω I — ω 2)而變化。
[0078]并且，在共振光I的頻率ω?與共振光2的頻率ω2之差(ω? — ω 2)和相當于基態(tài)I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激勵成激勵狀態(tài)。此時，共振光1、2均不被堿金屬吸收而透過。將這樣的現(xiàn)象稱作CPT現(xiàn)象或者電磁感應(yīng)透明現(xiàn)象(EIT:Electromagnetically Induced Transparency)。
[0079]例如，如果光射出部21將共振光I的頻率ω?固定而使共振光2的頻率ω2變化，則在共振光I的頻率ω I與共振光2的頻率ω2之差(ω I — ω 2)與相當于基態(tài)I與基態(tài)2之間的能量差的頻率ω0 —致時，光檢測部32的檢測強度如圖3所示那樣陡峭地上升。將這樣的陡峭信號檢測為EIT信號。該EIT信號具有由堿金屬的種類決定的固有值。因此，能夠通過使用這樣的EIT信號，構(gòu)成振蕩器。
[0080]以下，對本實施方式的原子振蕩器I的具體結(jié)構(gòu)進行說明。
[0081]圖4是圖1所示的原子振蕩器的分解立體圖，圖5是用于說明圖1所示的原子振蕩器具有的光射出部以及氣室部的示意圖，圖6是圖4中的A-A線剖視圖。另外，以下，將圖4?圖6的上側(cè)稱作“上”、圖5的下側(cè)稱作“下”。
[0082]如圖4所示，原子振蕩器I具有:布線基板5 (保持部件)，其安裝有控制部6，并保持第I單元2、第2單元3以及光學部件41、42、43 ；以及在同一面?zhèn)戎С?連接)第I單元2和第2單元3的支承板7。
[0083]進而，第I單元2以及第2單元3經(jīng)由布線基板5的布線以及連接器(未圖示)與控制部6電連接，由控制部6進行驅(qū)動控制。
[0084]以下，對原子振蕩器I的各部件依次進行詳細說明。
[0085](第I單元)
[0086]如上所述，第I單元2具有光射出部21、和收納光射出部21的第I封裝22。
[0087][光射出部]
[0088]光射出部21具有射出對氣室31中的堿金屬原子進行激勵的激勵光LL的功能。
[0089]更具體而言，光射出部21射出上述那樣的包含頻率不同的兩種光(共振光I以及共振光2)的光作為激勵光LL。
[0090]共振光I的頻率ω I能夠?qū)馐?1中的喊金屬從上述基態(tài)I激勵(共振)成激勵狀態(tài)。
[0091]此外，共振光2的頻率ω2能夠?qū)馐?1中的喊金屬從上述基態(tài)2激勵(共振)成激勵狀態(tài)。
[0092]作為該光射出部21，只要能夠射出上述那樣的激勵光LL，則沒有特別限定，例如，可以使用垂直諧振器面發(fā)光激光器(VCSEL)等半導體激光器等。
[0093]此外，這樣的光射出部21的溫度被未圖示的溫度調(diào)節(jié)元件(發(fā)熱電阻體、帕爾貼元件等)調(diào)節(jié)到規(guī)定溫度。
[0094][第I封裝]
[0095]第I封裝22收納上述光射出部21。
[0096]如圖4所示，該第I封裝22具有:第I封裝主體221，其由外形形狀呈塊狀的殼體構(gòu)成；以及多個(在本實施方式中為4個)腳部222，它們呈板狀，且設(shè)置于第I封裝主體221的下端部。各腳部222是在第I單元2被安裝到支承板7時與支承板7抵接的部分。各腳部222分別設(shè)置于第I封裝主體221的角部。由此，能夠?qū)⒌贗單元2穩(wěn)定地安裝到支承板7。
[0097]此外，例如多個引線(未圖示)從第I封裝主體221突出，它們經(jīng)由布線與光射出部21電連接。并且，所述各引線通過未圖示的連接器等與布線基板5電連接。作為該連接器，例如能夠使用撓性基板或呈插座狀的連接器等。
[0098]此外，在第I封裝主體221的第2單元3側(cè)的壁部，設(shè)置有窗部23。該窗部23被設(shè)置在氣室31與光射出部21之間的光軸(激勵光LL的軸a)上。而且,窗部23對上述激勵光LL具有透射性。
[0099]在本實施方式中，窗部23為透鏡。由此，能夠無損耗地向氣室31照射激勵光LL。此外，窗部23具有使激勵光LL成為平行光的功能。即，窗部23為準直透鏡，內(nèi)部空間S中的激勵光LL為平行光。由此，能夠增多存在于內(nèi)部空間S的堿金屬的原子中的、通過從光射出部21射出的激勵光LL而產(chǎn)生共振的堿金屬原子的數(shù)量。其結(jié)果，能夠提高EIT信號的強度。
[0100]此外，窗部23只要具有針對激勵光LL的透射性即可，不限于透鏡，例如，可以是透鏡以外的光學部件，也可以是單純的光透射性的板狀部件。在該情況下，例如，可以與后述的光學部件41、42、43同樣地，將具有上述那樣的功能的透鏡設(shè)置在第I封裝22與第2封裝36之間。
[0101]作為這樣的第I封裝22的窗部23以外的部分的構(gòu)成材料，沒有特別限定，例如，可以使用陶瓷、金屬、樹脂等。
[0102]這里，在第I封裝22的窗部23以外的部分由對激勵光具有透射性的材料構(gòu)成的情況下，可以一體地形成第I封裝22的窗部23以外的部分和窗部23。此外，在第I封裝22的窗部23以外的部分由對激勵光不具有透射性的材料構(gòu)成的情況下，獨立形成第I封裝22的窗部23以外的部分和窗部23、并利用公知的接合方法使它們接合即可。
[0103]此外，第I封裝22內(nèi)優(yōu)選為氣密空間。由此，能夠使第I封裝22內(nèi)成為減壓狀態(tài)或非活性氣體封入狀態(tài)，其結(jié)果是，能夠提高原子振蕩器I的特性。
[0104]此外，在第I封裝22內(nèi)，收納有調(diào)節(jié)光射出部21的溫度的溫度調(diào)節(jié)元件和溫度傳感器等(未圖示)。作為上述溫度調(diào)節(jié)元件，例如可舉出發(fā)熱電阻體(加熱器)、帕爾貼元件等。
[0105]根據(jù)這樣的第I封裝22，允許從光射出部21向第I封裝22外射出激勵光，且能夠?qū)⒐馍涑霾?1收納在第I封裝22內(nèi)。
[0106](第2單元)
[0107]如上所述，第2單元3具有氣室31、光檢測部32、加熱器33、溫度傳感器34、線圈35、收納它們的第2封裝36、以及收納第2封裝36的磁屏蔽罩38。
[0108][氣室]
[0109]在氣室31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、氖等的稀有氣體、氮等的非活性氣體作為緩沖氣體，與堿金屬氣體一起封入到氣室31內(nèi)。
[0110]例如，如圖5所示，氣室31具備:具有柱狀的貫通孔311a的主體部311 ;以及封閉該貫通孔311a的兩個開口的I對窗部312、313。由此，形成了封入有上述那樣的堿金屬的內(nèi)部空間S。
[0111]作為構(gòu)成主體部311的材料，沒有特別限定，可舉出金屬材料、樹脂材料、玻璃材料、硅材料、石英等，從加工性和與窗部312、313的接合的方面來看，優(yōu)選使用玻璃材料、硅材料。
[0112]在這樣的主體部311上，氣密地接合有窗部312、313。由此，能夠使氣室31的內(nèi)部空間S成為氣密空間。
[0113]作為主體部311與窗部312、313的接合方法，根據(jù)它們的構(gòu)成材料來決定，沒有特別限定，但例如可以使用利用粘接劑的接合方法、直接接合法、陽極接合法等。
[0114]此外，構(gòu)成窗部312、313的材料只要具有上述那樣的針對激勵光LL的透射性，則沒有特別限定，例如可舉出硅材料、玻璃材料、石英等。
[0115]這樣的各個窗部312、313具有上述的針對來自光射出部21的激勵光LL的透射性。而且，一個窗部312使入射到氣室31內(nèi)的激勵光LL透過，另一個窗部313使從氣室31內(nèi)射出的激勵光LL透過。
[0116]此外，氣室31被加熱器33加熱，從而溫度被調(diào)節(jié)到規(guī)定溫度。
[0117][光檢測部]
[0118]光檢測部32具有對透過氣室31內(nèi)的激勵光LL(共振光1、2)的強度進行檢測的功能。
[0119]作為該光檢測部32，只要可檢測上述那樣的激勵光即可，沒有特別限定，例如，可以使用太陽能電池、光電二極管等光檢測器(受光元件)。
[0120][加熱器]
[0121]加熱器33具有對上述氣室31 (更具體而言是氣室31中的堿金屬)進行加熱的功能。由此，能夠?qū)馐?1中的堿金屬維持成期望濃度的氣體狀。
[0122]該加熱器33通過通電進行發(fā)熱，該加熱器33例如由設(shè)置在氣室31的外表面上的發(fā)熱電阻體構(gòu)成。這樣的發(fā)熱電阻體例如使用等離子體CVD和熱CVD那樣的化學蒸鍍法(CVD)、真空蒸鍍等干式鍍覆法、溶膠-凝膠法等形成。
[0123]這里，上述發(fā)熱電阻體在被設(shè)置于氣室31的激勵光LL的入射部或射出部的情況下，由針對激勵光具有透射性的材料構(gòu)成，具體而言，例如由IT0(Indium Tin Oxide:氧化銦錫)、IZO (Indium Zinc Oxide:氧化銦鋅)、In303、SnO2、含有 Sb 的 SnO2、含有 Al 的 ZnO等氧化物等的透明電極材料構(gòu)成。
[0124]另外，加熱器33只要能夠?qū)馐?1進行加熱，則沒有特別限定，加熱器33可以不與氣室31接觸。此外，也可以替代加熱器33而使用帕爾貼元件或陶瓷加熱器、或者與加熱器33 —并使用帕爾貼元件或陶瓷加熱器來對氣室31進行加熱。
[0125]這樣的加熱器33與后述的控制部6的溫度控制部62電連接，被進行通電控制。