氣室、量子干涉裝置、原子振蕩器、電子設(shè)備以及移動(dòng)體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣室、量子干涉裝置、原子振蕩器、電子設(shè)備以及移動(dòng)體。
【背景技術(shù)】
[0002]作為頻率長期穩(wěn)定性優(yōu)異的振蕩器，公知有基于銣、銫等堿金屬的原子的能量躍迀而進(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基于光與微波的雙共振現(xiàn)象的方式、和利用基于波長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]在任意一種方式的原子振蕩器中，通常，將堿金屬與緩沖氣體一并封入到氣室內(nèi)(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。例如，在專利文獻(xiàn)I中記載了使用氮和氬的混合氣體作為緩沖氣體時(shí)的、混合氣體的混合比與溫度系數(shù)(溫度特性)之間的關(guān)系。
[0005]然而，近年來，伴隨原子振蕩器的小型化的需求，要求氣室實(shí)現(xiàn)小型化。
[0006]但是，在將氣室小型化的情況下，存在以下問題:即便使用專利文獻(xiàn)I所記載的關(guān)系，調(diào)整使用氮和氬的混合氣體作為緩沖氣體時(shí)的混合氣體的混合比，也無法改善溫度特性。該問題被推測(cè)是由于混合比與溫度特性之間的關(guān)系由于氣室的大小而發(fā)生變化。
[0007]【專利文獻(xiàn)I】日本特開2010-245805號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于，提供一種在被小型化的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)異的溫度特性的氣室、量子干涉裝置以及原子振蕩器，并且，提供具有該氣室的可靠性優(yōu)異的電子設(shè)備以及移動(dòng)體。
[0009]本發(fā)明是為了解決上述課題的至少一部分而作出的，其可以作為以下的方式或應(yīng)用例來實(shí)現(xiàn)。
[0010][應(yīng)用例I]
[0011]本發(fā)明的氣室的特征在于，
[0012]該氣室具有封入有金屬原子和緩沖氣體的內(nèi)部空間，
[0013]所述緩沖氣體是包含氮?dú)夂蜌鍤獾幕旌蠚怏w，
[0014]所述混合氣體中的所述氬氣的摩爾分?jǐn)?shù)處于15%以上40%以下的范圍。
[0015]根據(jù)這樣的氣室，在被小型化的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)±0.3Hz/°C.Torr以下這樣的優(yōu)異溫度特性(溫度系數(shù))(減小頻率相對(duì)于溫度變化的變動(dòng))。
[0016][應(yīng)用例2]
[0017]在本發(fā)明的氣室中，優(yōu)選的是，所述混合氣體中的所述氬氣的摩爾分?jǐn)?shù)處于20%以上37%以下的范圍。
[0018]由此，能夠?qū)崿F(xiàn)±0.2Hz/°C.Torr以下這樣的優(yōu)異溫度特性。
[0019][應(yīng)用例3]
[0020]在本發(fā)明的氣室中，優(yōu)選的是，所述金屬原子是銫原子。
[0021]由此，能夠比較容易地實(shí)現(xiàn)可應(yīng)用于利用了雙共振現(xiàn)象的方式和利用了量子干涉效應(yīng)的方式的原子振蕩器的氣室。
[0022][應(yīng)用例4]
[0023]在本發(fā)明的氣室中，優(yōu)選的是，該氣室具有:
[0024]一對(duì)窗部；以及
[0025]主體部，其配置在所述一對(duì)窗部之間，與所述一對(duì)窗部一起構(gòu)成所述內(nèi)部空間，
[0026]所述一對(duì)窗部的距離為1mm以下。
[0027]由此，能夠提供小型的氣室。并且，在這樣的小型的氣室中，為了發(fā)揮優(yōu)異的特性，需要提高緩沖氣體的分壓，與大型的氣室相比，緩沖氣體的溫度特性有很大不同。因此，通過將本發(fā)明應(yīng)用于這樣的小型的氣室，效果變得顯著。
[0028][應(yīng)用例5]
[0029]在本發(fā)明的氣室中，優(yōu)選的是，所述主體部的沿著與所述一對(duì)窗部的排列方向垂直的方向的寬度為1mm以下。
[0030]由此，能夠提供小型的氣室。并且，在這樣的小型的氣室中，為了發(fā)揮優(yōu)異的特性，需要提高緩沖氣體的分壓，與大型的氣室相比，緩沖氣體的溫度特性有很大不同。因此，通過將本發(fā)明應(yīng)用于這樣的小型的氣室，效果變得顯著。
[0031][應(yīng)用例6]
[0032]本發(fā)明的量子干涉裝置的特征在于，該量子干涉裝置具有本發(fā)明的氣室。
[0033]由此，在被小型化的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)異的溫度特性。
[0034][應(yīng)用例7]
[0035]本發(fā)明的原子振蕩器的特征在于，該原子振蕩器具有本發(fā)明的氣室。
[0036]由此，在被小型化的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)異的溫度特性。
[0037][應(yīng)用例8]
[0038]本發(fā)明的電子設(shè)備的特征在于，該電子設(shè)備具有本發(fā)明的氣室。
[0039]由此，能夠提供具有優(yōu)異的可靠性的電子設(shè)備。
[0040][應(yīng)用例9]
[0041]本發(fā)明的移動(dòng)體的特征在于，該移動(dòng)體具有本發(fā)明的氣室。
[0042]由此，能夠提供具有優(yōu)異的可靠性的移動(dòng)體。
【附圖說明】
[0043]圖1是示出本發(fā)明實(shí)施方式的原子振蕩器(量子干涉裝置)的概略圖。
[0044]圖2是用于說明堿金屬的能量狀態(tài)的圖。
[0045]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。
[0046]圖4是圖1所示的原子振蕩器具有的氣室的縱剖視圖。
[0047]圖5是圖4所示的氣室的橫剖視圖。
[0048]圖6是示出包含氮和氬的緩沖氣體中的氬的摩爾分?jǐn)?shù)與溫度系數(shù)之間的關(guān)系的圖。
[0049]圖7是示出在利用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。
[0050]圖8是示出本發(fā)明的移動(dòng)體的一例的圖。
[0051]標(biāo)號(hào)說明
[0052]1:原子振蕩器；2:氣室；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；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:GPS衛(wèi)星；211:貫通孔；212:凹部；213:槽；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；1500:移動(dòng)體；1501:車體；1502:車輪；Gb:緩沖氣體；Gm:堿金屬(金屬原子)；LL:激勵(lì)光；M:堿金屬；S1:空間；S2:空間；S3:空間。
【具體實(shí)施方式】
[0053]以下，根據(jù)附圖所示的實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的氣室、量子干涉裝置、原子振蕩器、電子設(shè)備以及移動(dòng)體進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0054]1.原子振蕩器(量子干涉裝置)
[0055]首先，對(duì)本發(fā)明的原子振蕩器(具有本發(fā)明的量子干涉裝置的原子振蕩器)進(jìn)行說明。此外，以下，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，除了原子振蕩器以外，例如還可以應(yīng)用于磁傳感器、量子存儲(chǔ)器等。
[0056]圖1是示出本發(fā)明實(shí)施方式的原子振蕩器(量子干涉裝置)的概略圖。此外，圖2是用于說明堿金屬的能量狀態(tài)的圖。并且，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所示，該原子振蕩器I具有氣室2 (gas cell)、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)