量子干涉装置、原子振荡器、电子设备以及移动体的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及量子干涉装置、原子振荡器、电子设备以及移动体。
【背景技术】
[0002]作为长期具有高精度的振荡特性的振荡器，公知有基于铷、铯等碱金属的原子的能量跃迀而进行振荡的原子振荡器(例如参照专利文献I)。
[0003]通常，原子振荡器的工作原理大致分为利用基于光与微波的双重共振现象的方式和利用基于波长不同的两种光的量子干涉效应(CPT:Coherent Populat1n Trapping(相干布居俘获))的方式，由于利用量子干涉效应的原子振荡器能够比利用双重共振现象的原子振荡器更加小型化，因此，近年来，被期待安装于各种设备。
[0004]例如，如专利文献I所公开的那样，利用量子干涉效应的原子振荡器具有:气室，其封入有气体状的金属原子；半导体激光器，其向气室中的金属原子照射包含频率不同的两种共振光的激光；以及光检测器，其检测透过气室后的激光。而且，在这样的原子振荡器中，在两种共振光的频率差为特定值时，会产生这两种共振光不被气室内的金属原子吸收而透过的电磁诱导透明现象(EIT:Electromagnetically Induced Transparency)现象，光检测器检测伴随该EIT现象而产生的陡峭信号即EIT信号。
[0005]此外，原子振荡器具有:加热器，其对气室进行加热；以及线圈，其使气室内部产生沿着激光的轴的方向的磁场。通过利用所述加热器对气室进行加热，使得气室内的碱金属维持期望浓度的气体状。此外，由于所述磁场，产生塞曼分裂，由此，能够使存在于气室内的碱金属原子的简并的不同能量能级之间的能隙扩大，提高分辨率，其结果是，能够提高原子振荡器的振荡频率的精度。
[0006]另外，为了降低原子振荡器的功耗，需要降低电源电压。但是，对加热器而言，为了不使提供给该加热器的电力产生变化，要与电压下降的量对应地增大电流。因此，因对加热器的通电而产生的磁场变大，该磁场作用于气室内部，从而带来原子振荡器的振荡频率的精度下降等不良影响。此外，这样的问题在利用基于所述光和微波的双重共振现象的原子振荡器中也相同。
[0007]专利文献1:日本特开2001-339302号公报
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于，提供既能够降低功耗、又能够减小由于对加热部的通电而产生的磁场的量子干涉装置以及原子振荡器，此外，提供具有该量子干涉装置的可靠性优异的电子设备以及移动体。
[0009]本发明是为了解决上述的问题的至少一部分而完成的，可以作为以下的方式或者应用例来实现。
[0010][应用例I]
[0011]本发明的量子干涉装置的特征在于，该量子干涉装置具有:气室，其封入有金属原子；加热部，其接受电力提供，对所述气室进行加热；电源端子；以及升压电路，其对从所述电源端子输出的电压进行升压而施加于所述加热部。
[0012]由此，首先，通过降低电源电压，能够降低功耗。并且，利用升压电路对施加于加热器的电压进行升压，由此，既能够使提供给加热器的电力保持恒定，又能够减小流过加热器的电流，由此，能够减小因对加热器的通电而由该加热器产生的磁场。由此，能够防止或抑制由加热器产生的磁场对气室内带来不良影响，能够使在气室的内部空间产生的磁场稳定，能够提高原子振荡器的振荡频率的精度。此外，能够使磁屏蔽简化。
[0013][应用例2]
[0014]在本发明的量子干涉装置中，优选的是，所述升压电路具有开关调节功能。
[0015]由此，能够实现高效率且低成本。
[0016][应用例3]
[0017]在本发明的量子干涉装置中，优选的是，所述升压电路的开关频率在1kHz以上且1MHz以下的范围内。
[0018]由此，能够防止或降低对原子共振的影响。
[0019][应用例4]
[0020]在本发明的量子干涉装置中，优选的是，所述升压电路的电压的放大率在2倍以上且5倍以下的范围内。
[0021 ] 由此，能够减小因对加热部的通电而产生的磁场。
[0022][应用例5]
[0023]在本发明的量子干涉装置中，优选的是，所述量子干涉装置具有:光射出部，其向所述气室射出光；光检测部，其检测透过所述气室内的所述光的强度；光射出部控制部，其控制所述光射出部的驱动；以及温度控制部，其控制所述加热部的驱动，所述升压电路不与所述光射出部、所述光检测部、所述光射出部控制部以及所述温度控制部连接。
[0024]由此，能够以最适于加热部的方式自如地设定升压电路的各参数。
[0025][应用例6]
[0026]在本发明的量子干涉装置中，优选的是，所述加热部具备具有发热电阻体的加热器，所述量子干涉装置具有控制所述加热器的驱动的温度控制部。
[0027]由此，能够使气室内的碱金属维持期望浓度的气体状。
[0028][应用例7]
[0029]在本发明的量子干涉装置中，优选的是，所述量子干涉装置具备收纳所述加热器且具有磁屏蔽性的容器。
[0030]由此，能够防止或抑制由加热器产生的磁场作用于气室内。
[0031][应用例8]
[0032]在本发明的量子干涉装置中，优选的是，所述量子干涉装置具备具有磁屏蔽性的屏蔽部。
[0033]由此，能够防止或抑制不必要的磁场作用于气室内。
[0034][应用例9]
[0035]本发明的原子振荡器的特征在于具有本发明的量子干涉装置。
[0036]由此，既能够降低功耗、又能够减小因对加热部的通电而产生的磁场，因此，能够使在气室的内部空间广生的磁场稳定，能够提尚原子振荡器的振荡频率的精度，此外，能够使磁屏蔽简化。
[0037][应用例10]
[0038]本发明的电子设备的特征在于具有本发明的量子干涉装置。
[0039]由此，能够提供低功耗且具有优异的可靠性的电子设备。
[0040][应用例11]
[0041]本发明的移动体的特征在于具有本发明的量子干涉装置。
[0042]由此，能够提供低功耗且具有优异的可靠性的移动体。
【附图说明】
[0043]图1是示出本发明的实施方式的原子振荡器的概略结构的示意图。
[0044]图2是用于说明碱金属的能量状态的图。
[0045]图3是示出从光射出部射出的两个光的频率差与由光检测部检测出的光的强度之间的关系的曲线图。
[0046]图4是图1所示的原子振荡器的分解立体图。
[0047]图5是图1所示的原子振荡器的纵剖视图。
[0048]图6是用于说明图1所示的原子振荡器具有的光射出部以及气室的示意图。
[0049]图7是示出收纳图1所示的原子振荡器具有的加热器的壳体(容器)的示意图(剖视图)。
[0050]图8是在利用了GPS卫星的定位系统中使用本发明的原子振荡器的情况下的系统结构概要图。
[0051]图9是示出本发明的移动体的一例的图。
[0052]标号说明
[0053]I原子振荡器；2第I单元；3第2单元；5布线基板；6控制部；13石英振荡器；14升压电路；15电源端子；16电源；21光射出部；22封装；23窗部；31气室；32光检测部；33加热器；331壳体；34温度传感器；35线圈；36封装；37窗部；41光学部件；42光学部件；43光学部件；51贯通孔；52贯通孔；53贯通孔；54贯通孔；55贯通孔；61激励光控制部；62温度控制部；63磁场控制部；71连接器；72连接器；100定位系统；200GPS卫星；221基体；222盖体；223引脚；300基站装置；301天线；302接收装置；303天线；304发送装置；311主体部；311a贯通孔；312窗部；313窗部；361基体；362盖体；363引脚；400GPS接收装置；401天线；402卫星接收部；403天线；404基站接收部；611倍增器；711贯通孔；712连接器部；713固定部；714电缆部；721贯通孔；722连接器部；723固定部；724电缆部；1500移动体；1501车体；1502车轮俗轴;LL激励光；S内部空间。
【具体实施方式】
[0054]以下，根据附图所示的实施方式，对本发明的量子干涉装置、原子振荡器、电子设备以及移动体进行详细说明。
[0055]1.原子振荡器(量子干涉装置)
[0056]首先，对本发明的原子振荡器(具有本发明的量子干涉装置的原子振荡器)进行说明。以下，说明将本发明的量子干涉装置应用于原子振荡器的例子，但本发明的量子干涉装置不限于此，除了原子振荡器以外，例如还可以应用于磁传感器、量子存储器等。
[0057]<实施方式>
[0058]图1是示出本发明的实施方式的原子振荡器的概略结构的示意图。此外，图2是用于说明碱金属的能量状态的图，图3是示出从光射出部射出的两个光的频率差与由光检测部检测出的光的强度之间的关系的曲线图。
[0059]图1所示的原子振荡器I是利用量子干涉效应的原子振荡器。
[0060]如图1所示，该原子振荡器I具有作为光射出侧的单元的第I单元2、作为光检测侧的单元的第2单元3、设置在单元2、3之间的光学部件41、42、43以及控制第I单元2和第2单元3的控制部6。
[0061]此处，第I单元2具有光射出部21和收纳光射出部21的第I封装22。
[0062]此外，第2单元3具有气室31、光检测部32、加热器(加热部)33、温度传感器34、线圈35以及收纳它们的第2封装36。
[0063]首先，简单说明原子振荡器I的原理。
[0064]如图1所示，在原子振荡器I中，光射出部21向气室31射出激励光LL，光检测部32检测透过气室31后的激励光LL。
[0065]在气室31内，封入有气体状的碱金属(金属原子)，如图2所示，碱金属具有三能级系统的能量能级，可得到能量能级不同的两个基态(基态1、2)和激发态这3个状态。此处，基态I是比基态2低的能量状态。
[0066]从光射出部21射出的激励光LL包含频率不同的两种共振光1、2，在向上述的气体状的碱金属照射这两种共振光1、2时，共振光1、2在碱金属中的光吸收率(光透过率)随着共振光I的频率ω I与共振光2的频率ω2之差(ω 1-ω2)而变化。
[0067]并且，在共振光I的频率ω?与共振光2的频率ω 2之差(ω1_ω2)和相当于基态I与基态2之间的能量差的频率一致时，分别停止从基态1、2激励成激发态。此时，共振光1、2均不被碱金属吸收而透过。这样的现象称作CPT现象或者电磁诱导透明现象(EIT:Electromagnetically Induced Transparency)。
[0068]例如，如果光射出部21固定共振光I的频率ω I而使共振光2的频率ω 2变化，则在共振光I的频率ω I与共振光2的频率ω