原子振荡器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及原子振荡器。
【背景技术】
[0002]将原子的跃迀能作为标准频率使用的原子振荡器，作为最高精度的振荡器之一，被广泛应用于通信基站等。原子振荡器有多种方式，一般情况下最常用的是使用铷灯(Rb)的微波双共振方式。
[0003]近年，提出了利用量子干涉效应之一的被称为CPT(Coherent Populat1nTrapping:相干布居俘获)现象的原子振荡器(例如，参照专利文献1)，与现有技术相比，原子振荡器可望小型化、低耗电化。采用CPT方式时，光源使用激光等相干光源，通过重叠高频信号，将该侧波段用于CPT现象的显现。CPT方式的原子振荡器是一种利用电磁感应透明现象(EIT 现象:Electromagnetically Induced Transparency)的振荡器，上述电磁感应透明现象是对碱金属原子照射具有两个不同种类的波长(频率)的相干光后，相干光的吸收停止的一种现象。
[0004]在CPT方式的原子振荡器中，通常对被照射在气室(gas cell)上的激光的中心频率进行控制，以提高原子振荡器的频率稳定度。激光的中心频率的控制，可以通过改变激光的偏压电流来进行。
[0005]然而，在上述这种原子振荡器中，为了控制激光的中心频率而改变激光的偏压电流，因此激光的光量发生变化。因此，在上述这种原子振荡器中，有时会发生光致频移(由于AC斯塔克效应而导致共振频率变化的现象)。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本专利特开2009-89116号公报
【发明内容】
[0009]涉及本发明的几种方式的目的之一在于提供一种能够抑制发生光致频移的原子振荡器。
[0010]涉及本发明的原子振荡器，是利用量子干涉效应的原子振荡器，包括:
[0011]第一光源部，射出包括具有两种不同波长的共振光对的第一光；
[0012]气室，封入有碱金属原子；
[0013]第一光检测部，检测透过上述气室的上述第一光的光强度；
[0014]第二光源部，向上述气室射出第二光；以及
[0015]控制部，改变上述第二光源部射出的上述第二光的光强度，以补偿由上述第一光检测部检测出的光强度的变化量。
[0016]在这种原子振荡器中，例如，即使为了控制由第一光源部射出的第一光的中心波长而改变第一光源部的注入电流，使得第一光的光强度产生变化，也能够通过改变第二光的光强度来进行控制，以使照射气室的光的光强度之和保持一定。而且，在这种原子振荡器中，例如，即使在无法通过第一光源部的经历时间变化而使第一光的光强度保持一定的情况下，也能够通过改变第二光的光强度进行控制，以使照射气室的光的光强度之和保持一定。因此，这种原子振荡器能够抑制光致频移的发生。
[0017]涉及本发明的原子振荡器中，所述第一光源部及所述第二光源部也可以是相干光源。
[0018]这种原子振荡器中，第一光源部及第二光源部能够射出相干性高的光。
[0019]涉及本发明的原子振荡器中，所述第二光的波长也可以与所述共振光对的两种不同的波长不同。
[0020]这种原子振荡器能够防止气室的碱金属的存在于基态能级的电子枯竭。
[0021]涉及本发明的原子振荡器中，上述第二光源部可以被注入电流光强度特性为线性的范围的电流而被驱动。
[0022]使用这种原子振荡器，容易控制第二光源部射出的第二光的光强度。
[0023]涉及本发明的原子振荡器中，上述第一光源部的激光特性和上述第二光源部的激光特性也可以相同。
[0024]在这种原子振荡器中，也容易设计用于驱动第一光源部和第二光源部的电路。
[0025]涉及本发明的原子振荡器中，上述第一光的光轴和上述第二光的光轴可以在上述气室内交叉。
[0026]这种原子振荡器中能够抑制第二光射入第一光检测部。
[0027]涉及本发明的原子振荡器中，上述第一光的光轴和上述第二光的光轴可以在上述气室内正交。
[0028]这种原子振荡器中，能够更可靠地抑制第二光射入第一光检测部。
[0029]涉及本发明的原子振荡器中，也可以包括检测从上述第二光源部射出的上述第二光的光强度的第二光检测部。
[0030]这种原子振荡器中，控制部可以控制第二光的光强度，以使第一光检测部检测的光强度和第二光检测部检测的光强度之和保持一定。
[0031]涉及本发明的原子振荡器中，上述第二光检测部也可以检测透过上述气室的上述第二光的光强度。
[0032]这种原子振荡器中，第二光检测部可以更可靠地检测照射到气室的第二光的光强度。
[0033]涉及本发明的原子振荡器中，上述控制部也可以控制从上述第二光源部射出的上述第二光的光强度，以使上述第一光检测部检测的光强度与上述第二光检测部检测的光强度之和保持一定。
[0034]这种原子振荡器可以抑制光致频移的发生。
【附图说明】
[0035]图1是涉及本实施方式的原子振荡器的功能框图。
[0036]图2是示意性地示出涉及本实施方式的原子振荡器的光源部、气室、以及光检测部的立体图。
[0037]图3是示意性地示出涉及本实施方式的原子振荡器的光源部、气室、以及光检测部的俯视图。
[0038]图4是示出共振光的频谱的图。
[0039]图5是示出碱金属原子的Λ型三能级模型与第一边带波及第二边带波之间的关系的图。
[0040]图6是示意性地示出注入第二光源部的电流与从第二光源部射出的第二光的光强度之间的关系的图。
[0041]图7是示意性地示出共振光对的频率的差与光强度之间的关系的图。
[0042]图8是示意性地示出涉及本实施方式的第一变形例的原子振荡器的光源部、气室、以及光检测部的俯视图。
[0043]图9是示意性地示出涉及本实施方式的第二变形例的原子振荡器的光源部、气室、以及光检测部的俯视图。
[0044]符号说明
[0045]2、4…聚光透镜；6…半反镜；10…第一光源部；20…气室；30…第一光检测部；40…第二光源部;42…第一端面;44…第二端面;50…第二光检测部;60…ΕΙΤ检测部；62…高频控制部；64…高频发生部；70…吸收检测部；72...中心波长控制部；80…平均强度检测部；82…光强度控制部；100、200、300…原子振荡器
【具体实施方式】
[0046]下面，参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外，以下说明的实施方式并不会不当限制权利要求书所记载的本发明的内容。此外，以下说明的所有构成并非是本发明的必须构成要件。
[0047]1.原子振荡器
[0048]首先，参照附图，对涉及本实施方式的原子振荡器进行说明。图1是涉及本实施方式的原子振荡器100的功能框图。
[0049]如图1所不，原子振荡器100包括:第一光源部10、气室20、第一光检测部30、第二光源部40、第二光检测部50、ΕΙΤ检测部60、高频控制部62、高频发生部64、吸收检测部70、中心波长控制部72、平均强度检测部80、以及光强度控制部82。原子振荡器100是利用量子干涉效应的原子振荡器。
[0050]这里，图2是示意性地示出光源部10、40、气室20、以及光检测部30、50的立体图。图3是示意性地示出光源部10、40、气室20、以及光检测部30、50的俯视图。
[0051]第一光源部10是相干光源。具体而言，第一光源部10是面发射激光器(VCSEL，Vertical Cavity Surface Emitting Laser:垂直腔面发射激光器)。第一光源部10的振荡波长是例如852nm。另外，相干光源包括:完全地射出相干光的光源的情况、和像激光那样射出相干性高的光的光源的情况。
[0052]第一光源部10射出包括具有两种不同波长的共振光对的第一光L1。第一光L1对封入有碱金属原子的气室20进行照射。图2及图3所示的例子中，第一光L1在聚光透镜2被聚光，并照射气室20。
[0053]这里，图4是示出共振光的频谱的图。图5是示出碱金属原子的Λ型三能级模型与第一边带波W1及第二边带波W2之间的关系的图。从第一光源部10射出的第一光L1，如图4所示，包括:具有中心频率=是光速、λ。是激光的中心波长)的基本波
F、相对于中心频