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]作为长期具有尚精度的振荡特性的振荡器，公知有基于働、艳等喊金属的原子的能量跃迀而进行振荡的原子振荡器。
[0003]通常，原子振荡器的工作原理大致分为利用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。在这些方式中，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，被期待搭载到各种设备上(例如参照专利文献I)。
[0004]例如，如专利文献I公开的那样，利用量子干涉效应的原子振荡器具有:气室，其封入有气态的碱金属；光源，其射出使气室中的碱金属进行共振的、由频率的不同的两种共振光构成的共振光对；以及光检测器(受光部)，其检测透过气室的共振光对。在这样的原子振荡器中，在两种共振光的频率差为特定的值时，产生两种共振光双方不被气室内的碱金属吸收而透过的电磁感应透明(EIT:Electromagnetically Induced Transparency)现象。而且，在这样的原子振荡器中，利用光检测器检测伴随该EIT现象而产生的陡峭的信号即EIT信号，并将该EIT信号作为基准信号来使用。
[0005]此处，出于提高短期频率稳定度观点，EIT信号优选线宽(半值宽度)小且强度高。因此，例如，在专利文献I的原子振荡器中，为了提高EIT信号的强度，使用了进行圆偏振的共振光对。
[0006]但是，在专利文献I的原子振荡器中，存在其效果不充分这样的问题。
[0007]专利文献1:日本特开2014_17824号公报
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于，提供一种能够有效地提高EIT信号的强度的量子干涉装置。此外，本发明的另一目的在于，提供一种具有该量子干涉装置的原子振荡器、电子设备以及移动体。
[0009]本发明是为了解决上述问题的至少一部分而完成的，其能够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:原子室，其封入有金属；第I光源部，其射出包含共振光对的第I光，该共振光对彼此在同一方向上进行圆偏振且使所述金属共振；第2光源部，其射出在与所述共振光对相反的方向上进行圆偏振的第2光；以及受光部，其接收通过了所述原子室的所述共振光对。
[0012]根据这样的量子干涉装置，除了彼此在同一方向上进行圆偏振的共振光对以外，还将在与共振光对相反的方向上进行圆偏振的共振光作为调整光照射到金属，由此，能够利用调整光来抵消或缓解共振光对导致的磁量子数分布的不均衡。因此，能够减少金属的磁量子数分布的不均衡。由此，增加对EIT有贡献的期望的磁量子数的金属原子的数量，其结果是，通过使用进行圆偏振的共振光对，能够显著地发现使EIT信号的强度提高的效果。因此，能够有效地提高EIT信号的强度。
[0013][应用例2]
[0014]在本发明的量子干涉装置中，优选的是，所述第2光包含使所述金属共振的共振光。
[0015]由此，能够有效地调整金属原子数的分布。
[0016][应用例3]
[0017]在本发明的量子干涉装置中，优选的是，所述共振光对为Dl线，所述共振光为D2线。
[0018]由此，能够有效地提高EIT信号的强度。
[0019][应用例4]
[0020]在本发明的量子干涉装置中，优选的是，所述第2光的线宽大于所述共振光对的线宽。
[0021]如果采用该结构，由于调整光的线宽大于共振光对，因此，调整光能够使大范围的速度分布的金属原子共振。因此，即使调整光的中心波长略有偏差，调整光也能够使处于期望的速度的金属原子共振。其结果是，不需要调整光的频率控制，能够使装置结构简化。
[0022][应用例5]
[0023]在本发明的量子干涉装置中，优选的是，所述第2光的波长偏离所述共振光对的波长。
[0024]由此，能够减少调整光导致的不需要的信号的产生。
[0025][应用例6]
[0026]在本发明的量子干涉装置中，优选的是，在所述原子室内，所述第I光的强度小于所述第2光的强度。
[0027]由此，能够有效地减少金属的磁量子数的不均衡。
[0028][应用例7]
[0029]在本发明的量子干涉装置中，优选的是，所述第I光源部具有射出进行线偏振的光的第I光源，所述第2光源部具有射出进行线偏振的光的第2光源，所述第I光源部和所述第2光源部具有供来自所述第I光源和所述第2光源双方的光通过的公共的λ /4波长板。
[0030]由此，能够使装置结构简化。
[0031][应用例8]
[0032]在本发明的量子干涉装置中，优选的是，所述第I光的光轴与所述第2光的光轴彼此相交。
[0033]由此，能够使装置结构简化。
[0034][应用例9]
[0035]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分离部，该分离部被配置在所述原子室与所述受光部之间，使所述第I光与所述第2光分离。
[0036]由此，能够防止或减少受光部接收到调整光的情况。
[0037][应用例10]
[0038]在本发明的量子干涉装置中，优选的是，在所述原子室内，在所述第2光的通过区域内存在所述第I光的通过区域。
[0039]由此，能够有效地减少金属的磁量子数分布的不均衡。
[0040][应用例11]
[0041 ] 在本发明的量子干涉装置中，优选的是，所述第2光源部具有用于生成所述第2光的发光二极管。
[0042]由此，能够以比较的简单的结构，生成线宽较大的调整光。
[0043][应用例12]
[0044]在本发明的量子干涉装置中，优选的是，所述第2光源部具有:射出非偏振光的光源；以及被入射来自所述光源的光的偏振镜。
[0045]由此，能够以比较的简单的结构，生成线宽较大的调整光。
[0046][应用例13]
[0047]在本发明的量子干涉装置中，优选的是，所述原子室具有I对窗部和主体部，该主体部被配置在所述I对窗部之间，与所述I对窗部一同构成封入有所述金属的内部空间，所述第2光透过所述主体部而入射到所述内部空间。
[0048]由此，能够防止或减少受光部接收到调整光的情况。
[0049][应用例14]
[0050]本发明的量子干涉装置的特征在于，通过向金属分别照射彼此在同一方向上进行圆偏振的共振光对和在与所述共振光对相反的方向上进行圆偏振的共振光，减少所述金属的磁量子数分布的不均衡，产生磁感应透明现象。
[0051]根据这样的量子干涉装置，除了彼此在同一方向上进行圆偏振的共振光对以外，还将在与共振光对相反的方向上进行圆偏振的共振光作为调整光照射到金属，由此，能够利用调整光来抵消或缓解共振光对导致的磁量子数分布的不均衡。因此，能够减少金属的磁量子数分布的不均衡。由此，增加有助于EIT的期望的磁量子数的金属原子的数量，其结果是，通过使用进行圆偏振的共振光对，能够显著地发现使EIT信号的强度提高的效果。因此，能够有效地提高EIT信号的强度。
[0052][应用例15]
[0053]本发明的量子干涉装置的特征在于，该量子干涉装置具有:原子室，其封入有金属；第I光源部，其射出包含使所述金属共振的共振光对的第I光；第2光源部，其射出包含调整所述金属的磁量子数的共振光的第2光；以及受光部，其接收通过了所述原子室的所述共振光对。
[0054]根据这样的量子干涉装置，除了彼此在同一方向上进行圆偏振的共振光对以外，还将在与共振光对相反的方向上进行圆偏振的共振光作为调整光照射到金属，由此，能够利用调整光来抵消或缓解共振光对导致的磁量子数分布的不均衡。因此，能够减少金属的磁量子数分布的不均衡。由此，增加有助于EIT的期望的磁量子数的金属原子的数量，其结果是，通过使用进行圆偏振的共振光对，能够显著地发现使EIT信号的强度提高的效果。因此，能够有效地提高EIT信号的强度。
[0055][应用例16]
[0056]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。
[0057]由此，可提供具有能够有效地提高EIT信号的强度的量子干涉装置的原子振荡器。
[0058][应用例17]
[0059]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。
[0060]由此，可提供具有能够有效地提高EIT信号的强度的量子干涉装置的电子设备。
[0061][应用例18]
[0062]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。
[0063]由此，可提供能够有效地提高EIT信号的强度的移动体。
【附图说明】
[0064]图1是示出本发明第I实施方式的原子振荡器(量子干涉装置)的概略图。
[0065]图2是用于简略地说明碱金属原子的能量状态的图。
[0066]图3是示出从光源部射出的两种光的频率差与由受光部检测出的光的强度之间的关系的曲线图。
[0067]图4是用于说明图1所示的原子振荡器具有的光源部的概略图。
[0068]图5是用于说明分别从图4所示的光源部的第I光源部和第2光源部射出的光的图。
[0069]图6是图5所示的原子室的横剖视图。
[0070]图7是示出铯原子的能量状态与共振光对(第I共振光、第2共振光)以及调整光(第3共振光)之间的关系的一例的图。
[0071]图8的(a)是示出向钠原子照射σ +圆偏振的共振光的情况下的钠原子的磁量子数的分布的图。图8的(b)是示出向钠原子照射圆偏振的共振光的情况下的钠原子的磁量子数的分布的图。
[0072]图9的(a)是示出向铯原子仅照射共振光对的情况下的铯原子的磁量子数的分布的图。图9的(b)是示出向铯原子照射共振光对和调整光的情况下的铯原子的磁量子数的分布的图。
[0073]图10是示出调整光的有无导致的EIT信号的不同的曲线图。
[0074]图11是用于说明分别从本发明第I实施方式的变形例的光源部的第I光源部和第2光源部射出的光的图。
[0075]图12是示出本发明第2实施方式的原子振荡器(量子干涉装置)的概略图。
[0076]图13是用于说明分别从图