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相比利用双共振现象的原子振荡器能够进一步小型化，因此，近年来，期待将其安装于各种设备。
[0004]例如专利文献I所公开那样，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双方都不被气室内的金属原子吸收而透过的电磁感应透明(EIT:Electromagnetically Induced Transparency)现象，由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]这里，基于提高光检测器的检测精度的观点，EIT信号优选为线宽(半值宽度)较小。因此，通过设置线圈来实现，该线圈在气室内产生沿着激光光轴方向的磁场。通过设置该线圈，由于塞曼分裂，能够扩大存在于气室内的碱金属原子的正在简并的不同能量能级之间的间隙，提高分辨率，减小EIT信号的线宽。
[0006]并且，为了提高气室内的磁场的稳定性，还将气室和线圈收纳到屏蔽壳内(例如参照专利文献2和3)。在专利文献2中，未公开具体怎样形成屏蔽壳。另一方面，在专利文献3中，公开了通过弯折金属板而形成屏蔽壳。但是，仅通过弯折金属板，在金属板的缘部彼此接近或接触的部分，无法充分确保屏蔽壳的厚度。因此，存在屏蔽壳的屏蔽效果下降的冋题。
[0007]【专利文献I】日本特开2009-164331号公报
[0008]【专利文献2】日本特开2010-287937号公报
[0009]【专利文献3】日本特开2009-302118号公报
【发明内容】
[0010]本发明的目的在于，提供一种通过使气室的内部空间的磁场稳定，减小EIT信号的线宽而实现了优异的频率稳定性的量子干涉装置和原子振荡器，并且提供一种具有上述量子干涉装置的可靠性优异的电子设备以及移动体。
[0011]本发明是为了解决上述课题的至少一部分而作出的，其可以作为以下的方式或应用例来实现。
[0012][应用例I]
[0013]本发明的量子干涉装置的特征在于，该量子干涉装置具有:
[0014]气室，其封入有金属原子；
[0015]光射出部，其朝向所述金属原子射出包含用于使所述金属原子进行共振的共振光对的光；
[0016]线圈，其设置成包围所述气室的外周；以及
[0017]屏蔽壳，其收纳所述气室和所述线圈，包含金属材料，
[0018]所述屏蔽壳由多个板状部构成，所述多个板状部中的相邻的两个所述板状部中的、一个所述板状部的主面与另一个所述板状部的侧面相对。
[0019]根据本发明的量子干涉装置，通过使用屏蔽壳，能够使气室的内部空间的磁场稳定，能够进一步减小EIT信号的线宽而实现优异的频率稳定性。
[0020][应用例2]
[0021]在本发明的量子干涉装置中，优选的是，所述主面与所述线圈的轴向相交。
[0022]由此，能够使气室的内部空间的磁场更稳定，能够进一步减小EIT信号的线宽而实现更优异的频率稳定性。
[0023][应用例3]
[0024]在本发明的量子干涉装置中，优选的是，所述多个板状部具有5个所述板状部。
[0025]由此，能够用简单的结构覆盖气室和线圈。
[0026][应用例4]
[0027]在本发明的量子干涉装置中，优选的是，所述屏蔽壳具有将I张板材弯折而成的所述多个板状部。
[0028]由此，实现屏蔽壳的结构简化，还有助于其小型化。
[0029][应用例5]
[0030]在本发明的量子干涉装置中，优选的是，所述主面和所述侧面相对的部分被接合。
[0031]由此，能够可靠防止外部磁场侵入到屏蔽壳内，使气室的内部空间的磁场更稳定。
[0032][应用例6]
[0033]在本发明的量子干涉装置中，优选的是，所述金属材料包含软磁性材料。
[0034]由此，能够进一步提尚屏蔽壳的屏蔽效果。
[0035][应用例7]
[0036]在本发明的量子干涉装置中，优选的是，所述软磁性材料是坡莫合金。
[0037]由此，特别能够提高屏蔽壳的屏蔽效果。
[0038][应用例8]
[0039]本发明的原子振荡器的特征在于，该原子振荡器具有本发明的量子干涉装置。
[0040]由此，能够提供通过使气室的内部空间的磁场稳定，减小EIT信号的线宽而实现优异的频率稳定性的原子振荡器。
[0041][应用例9]
[0042]本发明的电子设备的特征在于，该电子设备具有本发明的量子干涉装置。
[0043]由此，能够提供具有优异的可靠性的电子设备。
[0044][应用例10]
[0045]本发明的移动体的特征在于，该移动体具有本发明的量子干涉装置。
[0046]由此，能够提供具有优异的可靠性的移动体。
【附图说明】
[0047]图1是示出本发明的原子振荡器的概略结构的示意图。
[0048]图2是用于说明碱金属的能量状态的图。
[0049]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。
[0050]图4是图1所示的原子振荡器的分解立体图。
[0051]图5是图1所示的原子振荡器的纵剖视图。
[0052]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。
[0053]图7是示出第I实施方式的气室组装体的概略结构的立体图(剖切一部分而示出)。
[0054]图8是图7中的X-X线剖视图。
[0055]图9是图7所示的屏蔽壳的展开图。
[0056]图10是第2实施方式的气室组装体的与图8对应的剖视图。
[0057]图11是第3实施方式的气室组装体的与图8对应的剖视图。
[0058]图12是第4实施方式的气室组装体的与图8对应的剖视图。
[0059]图13是示出第5实施方式的气室组装体的概略结构的立体图(剖切一部分而示出)。
[0060]图14是图13所示的屏蔽壳的展开图。
[0061]图15是在利用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。
[0062]图16是示出本发明的移动体的一例的图。
[0063]图17是以往的使用了屏蔽壳的气室组装体的与图8对应的剖视图。
[0064]标号说明
[0065]1:原子振荡器；2:第I单元；21:光射出部；22:封装；221:基体；222:盖体；223:导线；23:窗部；3:第2单元；31:气室；311:主体部；311a:贯通孔；312:窗部；313:窗部；32:光检测部；33:加热器；34:温度传感器；35:线圈；36:封装；361:基体；362:盖体；363:导线；37:窗部；41:光学部件；42:光学部件；43:光学部件；5:布线基板；51:贯通孔；52:贯通孔；53:贯通孔；54:贯通孔；55:贯通孔；6:控制部；61:激励光控制部；62:温度控制部；63:磁场控制部-Jl:连接器-Jll:贯通孔；712:连接器部；713:固定部；714:缆线部；72:连接器；721:贯通孔；722:连接器部；723:固定部；724:缆线部；9:屏蔽壳；90:主体部；901:间隙；902:接合部；91:上板状部；911:销;912:内侧面；913:前表面；914:后表面；92:下板状部；921:销；922:内侧面；923:前表面；924:后表面；93:前板状部；931:贯通孔；932:上表面；933:下表面;934:内侧面；94:后板状部；941:贯通孔；942:上表面；943:下表面；944:内侧面；95:左板状部；96:壳主体部；961:上表面；962:下表面；963:前表面；964:后表面；99:盖部(右板状部)；991:缺口 ；100:定位系统；200:GPS卫星；300:基站装置；301:天线；302:接收装置；303:天线；304:发送装置；400:GPS接收装置；401:天线；402:卫星接收部；403:天线；404:基站接收部；900:屏蔽壳；1500:移动体；1501:车体；1502:车轮；a -M ;LL:激励光;S:内部空间。
【具体实施方式】
[0066]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。
[0067]1.原子振荡器(量子干涉装置)
[0068]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。此外，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。
[0069]图1是示出本发明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。
[0070]图1所示的原子振荡器(量子干涉装置)I是利用量子干涉效应的原子振荡器。
[0071]如图1所示，该原子振荡器I具有:作为光出射侧的单元的第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。
[0072]这里，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。
[0073]此外，第2单元3具有气室31、光检测部32、加热器33、温度传感器34、线圈35以及收纳它们的第2封装36。此外，气室31和线圈35被收纳在屏蔽壳9内。
[0074]首先，简单说明原子振荡器I的原理。
[0075]如图1所不，在原子振荡器I中，光射出部21朝向气室31射出激励光LL，由光检测部32对透过气室31的激励光LL进行检测。
[0076]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)和激励状态这3个状态。这里，基态I是比基态2低的能量状态。
[0077]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，在对上述那样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(光透射率)随着共振光I的频率ω I与共振光2的频率ω 2之差(ω I — ω 2)而变化。
[0078]并且，在共振光I的频率ω I与共振光2的频率ω 2之差(ω I — ω 2)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激励成激励状态。此时，共振光1、2均不被碱金属吸收而透过。将这样的现象称作CPT现象或者电磁感应透明现象(EIT:Electromagnetically Induced Transparency)。
[0079]例如，如果光射出部21将共振光I的频率ω?固定而使共振光2的频率ω2变化，则在共振光I的频率ω I与共振光2的频率ω2之差(ω I — ω 2)与相当于基态I与基态2之间的能量差的频率《O —致时，光检测部32的检测强度如图3所示那样陡峭地上升。将这样的陡峭信号检测为EIT信号。该EIT信号具有由碱金属的种类决定的固有值。因此，能够通过使用这样的EIT信号，构成振荡器。
[0080]以下，对本实施方式的原子振荡器I的具体结构进行说明。
[0081]图4是图1所示的原子振荡器的分解立体图，图5是图1所示的原子振荡器的纵剖视图。
[00