气室、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]本发明涉及气室、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]作为频率长期稳定性优异的振荡器，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。
[0003]原子振荡器的工作原理一般大致分为利用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。
[0004]在任意一种方式的原子振荡器中，通常，将碱金属与缓冲气体一并封入到气室内(例如，参照专利文献I)。
[0005]然而，近年来，伴随原子振荡器的小型化的需求，要求气室实现小型化。在小型的气室中，出于提高频率短期稳定性的目的，需要提高缓冲气体的压力。
[0006]但是，在提高了缓冲气体的压力(例如为30Torr以上)的情况下，在使用氖作为缓冲气体时，存在频率长期稳定性下降这样的问题。该问题被认为是由于氖具有容易朝气室的内壁扩散的趋势，在气室内的压力升高时，该趋势变得显著。
[0007]专利文献1:日本特开2010-245805号公报
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于，提供一种即便使气室小型化也能够实现优异的频率稳定性的气室、量子干涉装置以及原子振荡器，并且，提供具有该气室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]本发明的气室的特征在于，该气室具有:被封入到内部空间中的金属原子；以及被封入到所述内部空间中且包含氮气的缓冲气体，所述内部空间中的所述氮气的分压为30Torr 以上。
[0012]根据这样的气室，由于氮气不易朝内部空间的壁面扩散，因此，能够长期实现内部空间中的缓冲气体的压力的稳定化。因此，能够实现优异的频率长期稳定性。特别地，由于氮气的分压为30ΤΟ1Γ以上，与使用氖气作为缓冲气体的情况相比，频率长期稳定性提高，这样的效果变得显著。
[0013]此外，由于氮气的分压为30ΤΟΠ.以上这样的高压，因此，即便使气室小型化，也能够适当地发挥气室内的缓冲气体的作用，从而实现优异的频率短期稳定性。
[0014][应用例2]
[0015]在本发明的气室中，优选的是，所述缓冲气体还包含氩气。
[0016]氩气具有与氮气相反的温度特性。因此，在缓冲气体中包含氮气和氩气时，能够使温度特性相互抵消。因此，能够实现优异的温度特性(使频率相对于温度变化的变动减小)。
[0017][应用例3]
[0018]在本发明的气室中，优选的是，所述缓冲气体还包含氪气。
[0019]氪气具有与氮气相反的温度特性。因此，在缓冲气体包含氮气和氪气时，能够使温度特性相互抵消。因此，能够实现优异的温度特性(使频率相对于温度变化的变动减小)。
[0020][应用例4]
[0021]在本发明的气室中，优选的是，所述金属原子是铯原子。
[0022]由此，能够比较容易地实现可应用于利用了双共振现象的方式和利用了量子干涉效应的方式的量子干涉装置的气室。
[0023][应用例5]
[0024]在本发明的气室中，优选的是，所述金属原子是铷原子。
[0025]由此，能够比较容易地实现可应用于利用了双共振现象的方式和利用了量子干涉效应的方式的量子干涉装置的气室。
[0026][应用例6]
[0027]在本发明的气室中，优选的是，该气室具有:
[0028]一对窗部；以及
[0029]主体部，其配置在所述一对窗部之间，与所述一对窗部一起构成所述内部空间，
[0030]所述一对窗部的距离为1mm以下。
[0031]由此，能够提供小型的气室。并且，在这样的小型的气室中，为了发挥优异的特性，需要提高缓冲气体的分压。因此，通过将本发明应用于这样的小型的气室，效果变得显著。
[0032][应用例7]
[0033]在本发明的气室中，优选的是，所述主体部的沿着与所述一对窗部的排列方向垂直的方向的宽度为1mm以下。
[0034]由此，能够提供小型的气室。并且，在这样的小型的气室中，为了发挥优异的特性，需要提高缓冲气体的分压。因此，通过将本发明应用于这样的小型的气室，效果变得显著。
[0035][应用例8]
[0036]在本发明的气室中，优选的是，所述缓冲气体实质上不包含氖气。
[0037]由此，能够长期实现缓冲气体的分压的稳定化。
[0038][应用例9]
[0039]本发明的量子干涉装置的特征在于具有本发明的气室。
[0040]由此，即便使气室小型化也能够实现优异的频率稳定性。
[0041][应用例10]
[0042]本发明的原子振荡器的特征在于具有本发明的气室。
[0043]由此，即便使气室小型化也能够实现优异的频率稳定性。
[0044][应用例11]
[0045]本发明的电子设备的特征在于具有本发明的气室。
[0046]由此，能够提供具有优异的可靠性的电子设备。
[0047][应用例12]
[0048]本发明的移动体的特征在于具有本发明的气室。
[0049]由此，能够提供具有优异的可靠性的移动体。
【附图说明】
[0050]图1是示出本发明的实施方式的原子振荡器(量子干涉装置)的概略图。
[0051]图2是用于说明碱金属的能量状态的图。
[0052]图3是示出从光射出部射出的两种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。
[0053]图4是图1所示的原子振荡器具有的气室的纵剖视图。
[0054]图5是图4所示的气室的横剖视图。
[0055]图6是按缓冲气体的种类(氖、氮、氩)示出缓冲气体的分压与长期频率稳定性之间的关系的曲线图。
[0056]图7是示出在利用了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概略结构的图。
[0057]图8是示出本发明的移动体的一例的图。
[0058]标号说明
[0059]1:原子振荡器
[0060]2:气室
[0061]3:光射出部
[0062]5:光检测部
[0063]6:加热器
[0064]7:温度传感器
[0065]8:磁场产生部
[0066]10:控制部
[0067]11:温度控制部
[0068]12:激励光控制部
[0069]13:磁场控制部
[0070]21:主体部
[0071]22:窗部
[0072]23:窗部
[0073]41:光学部件
[0074]42:光学部件
[0075]43:光学部件
[0076]44:光学部件
[0077]100:定位系统
[0078]200:GPS 卫星
[0079]211:贯通孔
[0080]212:凹部
[0081]213:槽
[0082]300:基站装置
[0083]301:天线
[0084]302:接收装置
[0085]303:天线
[0086]304:发送装置
[0087]400:GPS 接收装置
[0088]401:天线
[0089]402:卫星接收部
[0090]403:天线
[0091]404:基站接收部
[0092]1500:移动体
[0093]1501:车体
[0094]1502:车轮
[0095]Gb:缓冲气体
[0096]Gm:碱金属(金属原子)
[0097]LL:激励光
[0098]M:碱金属
[009