CN103208992A - 原子振荡器用光学模块以及原子振荡器 - Google Patents

原子振荡器用光学模块以及原子振荡器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及原子振荡器用光学模块以及原子振荡器。所述原子振荡器用光学模块是利用了量子干涉效应的原子振荡器用光学模块，该原子振荡器用光学模块包括：光源部，其射出具有2个不同波长的谐振光；气体单元，其密封有碱金属原子气体，并被照射所述谐振光；光检测部，其检测透过了所述气体单元的所述谐振光的强度；以及气流生成部，其产生所述碱金属原子气体的流动。

Description

原子振荡器用光学模块以及原子振荡器
技术领域
本发明涉及原子振荡器用光学模块以及原子振荡器。 
背景技术
近些年，提出了利用作为量子干涉效应之一的CPT（CoherentPopulation Trapping：相干布居俘获）的原子振荡器，期待装置的小型化、低功耗化。利用了CPT的原子振荡器是利用了若向碱金属原子照射具有2种不同波长（频率）的相干光，则相干光的吸收停止的现象（EIT现象：Electromagnetically Induced Transparency：电磁感应透明）的振荡器。 
在原子振荡器中，通常将铷（Rb）、铯（Cs）等碱金属原子封闭在由氧化硅等构成的容器（气体单元）中，通过向该气体单元照射相干光来使EIT现象显现。在气体单元内，碱金属原子为气态（气体状）。在这样的原子振荡器中，为了防止气体单元内的原子密度变化，气体单元的温度被控制成恒定的（例如参照专利文献1）。 
专利文献1：日本特开2007－336136号公报 
然而，在这样的气体单元中，构成碱金属原子气体的各个碱金属原子朝随机的方向运动。因此，构成碱金属原子气体的各个碱金属原子在与相干光的行进方向相同的方向的速度分量上具有分布。若碱金属原子在与相干光的行进方向相同的方向的速度分量上具有分布，则根据光的多普勒效应（多普勒频移），在相干光的看上去的波长（频率）上，即在从碱金属原子观察到的相干光的波长（频率）上会产生分布。由此，往往得到的EIT信号的线宽（光吸收宽度）会变宽，频率精度会降低。 
发明内容
本发明的几个方式的目的之一在于提供一种具有高频率精度的原子振荡器用光学模块。另外，本发明的几个方式的目的之一在于提供一 种具有上述原子振荡器用光学模块的原子振荡器。 
本发明所涉及的原子振荡器用光学模块是利用了量子干涉效应的原子振荡器用光学模块，该原子振荡器用光学模块包含：光源部，其射出具有2个不同波长的谐振光；气体单元，其密封有碱金属原子气体，并被照射所述谐振光；光检测部，其检测透过了所述气体单元的所述谐振光的强度；以及气流生成部，其产生所述碱金属原子气体的流动。 
根据这样的原子振荡器用光学模块，与碱金属原子沿随机方向运动的情况相比，通过产生碱金属原子气体的流动，能够减小碱金属原子的在与谐振光的行进方向相同的方向的速度分量的偏差。由此，能够抑制起因于光的多普勒效应（多普勒频移）的EIT信号的线宽展宽。因此，能够具有高频率精度。 
在本发明所涉及的原子振荡器用光学模块中，上述气流生成部也可以在上述气体单元内产生温度梯度。 
根据这样的原子振荡器用光学模块，能够以简易的构成使碱金属原子气体产生流动。 
在本发明所涉及的原子振荡器用光学模块中，上述气流生成部也可以包含向上述气体单元供给热量的加热器。 
根据这样的原子振荡器用光学模块，能够以简易的构成使碱金属原子气体产生流动。 
在本发明所涉及的原子振荡器用光学模块中，上述气流生成部也可以包含向上述气体单元照射光的发光部和吸收从上述发光部照射的光而产生热量的光吸收部。 
根据这样的原子振荡器用光学模块，能够以简易的构成使碱金属原子气体产生流动。 
在本发明所涉及的原子振荡器用光学模块中，上述气流生成部也可以使上述碱金属原子气体产生与上述谐振光的行进方向平行的方向的流动。 
根据这样的原子振荡器用光学模块，能够提高EIT的显现效率。 
在本发明所涉及的原子振荡器用光学模块中，上述气流生成部也可以使上述碱金属原子气体产生与上述谐振光的行进方向垂直的方向的流动。 
根据这样的原子振荡器用光学模块，与碱金属原子沿随机方向运动的情况相比，通过使碱金属原子气体产生流动，能够减小碱金属原子的与谐振光的行进方向相同的方向的速度分量的偏差。 
在本发明所涉及的原子振荡器用光学模块中，可以为：上述气体单元是长方体，上述气流生成部具有设置在上述气体单元的第1面的第1加热器和设置在上述气体单元的与上述第1面对置的第2面的第2加热器，使用时的上述第1加热器的温度高于上述使用时的上述第2加热器的温度。 
根据这样的原子振荡器用光学模块，能够以简易的构成使碱金属原子气体产生流动。 
本发明的原子振荡器包含本发明的原子振荡器用光学模块。 
根据这样的原子振荡器，由于包含本发明的原子振荡器用光学模块，所以能够具有高频率精度。 
附图说明
图1是第1实施方式所涉及的原子振荡器的功能框图。 
图2（A）是表示碱金属原子的Λ型3能级模型与第1边带及第2边带的关系的图，图2（B）是表示光源部产生的谐振光的频谱的图。 
图3是表示第1实施方式所涉及的原子振荡器的构成的图。 
图4是示意地表示第1实施方式所涉及的原子振荡器的光学模块的立体图。 
图5是示意地表示第1实施方式所涉及的原子振荡器的光学模块的剖视图。 
图6（A）是示意地表示碱金属原子随机运动时的气体单元内的图，图6（B）是表示碱金属原子随机运动时的碱金属原子的X方向的速度分量的分布的曲线图。 
图7（A）是示意地表示使碱金属原子气体产生了流动时的气体单元内的图，图7（B）是表示使碱金属原子气体产生了流动时的碱金属原子的X方向的速度分量的分布的曲线图。 
图8是示意地表示第2实施方式所涉及的原子振荡器的光学模块的立体图。 
图9是示意地表示第2实施方式所涉及的原子振荡器的光学模块的剖视图。 
具体实施方式
以下，使用附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。此外，以下说明的实施方式不是用来不当地限定权利要求书所记载的本发明的内容。另外，不限定为以下说明的构成的全部是本发明的必要技术特征。 
1．第1实施方式 
首先，参照附图对第1实施方式所涉及的原子振荡器进行说明。图1是第1实施方式所涉及的原子振荡器100的功能框图。 
原子振荡器100是利用了量子干涉效应（EIT现象）的振荡器。原子振荡器100包含光学模块1和控制部101而构成。 
光学模块1包含光源部2、气体单元4、光检测部6和气流生成部8而构成。 
光源部2射出具有2个不同波长的谐振光L。在光源部2中产生的谐振光L包含相对于中心频率f0在上侧边带具有频率f1＝f0＋fm的第1边带W1；以及相对于中心频率f0在下侧边带具有频率f2＝f0－fm的第2边带W2（参照图2）。 
向气体单元4照射谐振光L。气体单元4是在容器中密封了气体状的碱金属原子（碱金属原子气体）的单元。作为被密封在气体单元4中 的碱金属原子，可以举出钠（Na）原子、铷（Rb）原子、铯（Cs）原子等。 
光检测部6检测透过了气体单元4的谐振光L的强度。 
气流生成部8使碱金属原子气体产生流动。这里，使碱金属原子气体产生流动是指使碱金属原子气体产生运动。即是指在观察气体单元内的碱金属原子整体时，碱金属原子的运动产生一定的趋势。与碱金属原子沿随机方向运动的情况相比，由于气流生成部8使碱金属原子气体产生流动，因此能够减小碱金属原子的与谐振光的行进方向相同的方向的速度分量的偏差。其理由后述。 
控制部101基于光检测部6的检测结果，按照第1边带W1以及第2边带W2的波长（频率）差等于与密封在气体单元4中的碱金属原子的2个基态能级的能量差相当的频率的方式进行控制。控制部101基于光检测部6的检测结果，产生包含调制频率fm的信号。而且，光源部2基于包含该调制频率fm的信号来调制具有规定的频率f0的基波F，产生具有频率f1＝f0＋fm的第1边带W1、以及具有频率f2＝f0－fm的第2边带W2。 
图2（A）是表示碱金属原子的Λ型3能级模型与第1边带W1以及第2边带W2的关系的图。图2（B）是表示谐振光的频谱的图。 
如图2（B）所示，光源部2中产生的谐振光L包含具有中心频率f0（＝v／λ0：v是光速，λ0是激光的中心波长）的基波F；相对于中心频率f0在上侧边带具有频率f1的第1边带W1；以及相对于中心频率f0在下侧边带具有频率f2的第2边带W2。第1边带W1的频率f1为f1＝f0＋fm，第2边带W2的频率f2为f2＝f0－fm。 
如图2（A）以及图2（B）所示，第1边带W1的频率f1与第2边带W2的频率f2的频率差和与碱金属原子的基态能级GL1和基态能级GL2的能量差ΔE12相当的频率一致。因此，碱金属原子通过具有频率f1的第1边带W1和具有频率f2的第2边带W2引起EIT现象。 
这里，对EIT现象进行说明。众所周知，碱金属原子和光的相互作用能够利用Λ型3能级系统模型来进行说明。如图2（A）所示，碱金 属原子具有2个基态能级，若分别单独向碱金属原子照射具有与基态能级GL1和激发态能级的能量差相当的波长（频率f1）的第1边带W1，或者具有与基态能级GL2和激发态能级的能量差相当的波长（频率f2）的第2边带W2，则发生光吸收。但如图2（B）所示，若同时向该碱金属原子照射频率差f1－f2与相当于基态能级GL1和基态能级GL2的能量差ΔE12的频率准确地一致的第1边带W1和第2边带W2，则成为2个基态能级重叠的状态，即成为量子干涉状态，向激发态能级的激发停止，产生第1边带W1和第2边带W2透过碱金属原子的透明化现象（EIT现象）。通过利用该EIT现象，检测控制第1边带W1和第2边带W2的频率差f1－f2偏离与基态能级GL1和基态能级GL2的能量差ΔE12相当的频率时的光吸收举动的急剧的变化，能够制造高精度的振荡器。 
以下，对第1实施方式所涉及的原子振荡器的更为具体的构成进行说明。 
图3是表示第1实施方式所涉及的原子振荡器100的构成的图。 
如图3所示，原子振荡器100包含半导体激光器102、气体单元4、光检测器106、气流生成部108、第1检波电路160、第1低频振荡器162、电流驱动电路164、第2检波电路170、第2低频振荡器172、检波用调制电路174和调制频率产生电路176而构成。 
半导体激光器102能够向气体单元4所包含的碱金属原子照射谐振光L。对于半导体激光器102射出的激光而言，利用电流驱动电路164输出的驱动电流控制中心频率f0（中心波长λ0），通过调制频率产生电路176的输出信号（调制信号）被加以调制。即，通过在由电流驱动电路164产生的驱动电流上重叠具有调制信号的频率成分的交流电流，能够对半导体激光器102射出的激光进行调制。由此，半导体激光器102能够射出包含第1边带W1以及第2边带W2的谐振光L。 
半导体激光器102例如是面发光型半导体激光（VCSEL）。在面发光型半导体激光中产生的光具有相干性，所以适合用于得到量子干涉效应。此外，半导体激光器102也可以是端面发光型激光器。 
气体单元4是在容器中密封了气体状的碱金属原子（碱金属原子气 体）的单元。若向该气体单元4照射具有与碱金属原子的2个基态能级的能量差相当的频率（波长）差的2个光波，则碱金属原子引起EIT现象。例如，若碱金属原子是铯原子，则与D1线中的基态能级GL1和基态能级GL2的能量差相当的频率是9.19263…GHz，所以若照射频率差为9.19263…GHz的2个光波就会引起EIT现象。 
光检测器106检测透过了气体单元4的谐振光L，输出与检测出的光的量对应的信号强度的信号。光检测器106例如是光电二极管。 
气流生成部108向气体单元4供给热量，使气体单元4中产生温度梯度。由此，通过对流使气体单元4内的碱金属原子气体产生流动。 
第1检波电路160使用以数Hz～数百Hz的程度的低频率振荡的第1低频振荡器162的振荡信号，对光检测器106的输出信号进行同步检波。 
电流驱动电路164产生与第1检波电路160的输出信号对应的大小的驱动电流，控制激光的中心频率f0（中心波长λ0）。此外，为了能够进行由第1检波电路160执行的同步检波，在利用电流驱动电路164产生的驱动电流上重叠第1低频振荡器162的振荡信号（与供给给第1检波电路160的振荡信号相同）。 
利用通过半导体激光器102、气体单元4、光检测器106、第1检波电路160以及电流驱动电路164的反馈回路对激光的中心频率f0（中心波长λ0）进行微调，从而使其稳定。 
第2检波电路170使用以数Hz～数百Hz程度的低频率振荡的第2低频振荡器172的振荡信号，对光检测器106的输出信号进行同步检波。 
调制频率产生电路176产生具有与第2检波电路170的输出信号的电压对应的调制频率fm的调制信号。 
该调制信号通过检波用调制电路174，以第2低频振荡器172的振荡信号（与供给给第2检波电路170的振荡信号相同）被加以调制，来供给给半导体激光器102。由此，略微使调制频率fm扫频，同时进行第2检波电路170的同步检波，来微调调制频率fm，以使光检测器106的 输出信号为最大。 
在原子振荡器100中，若谐振光L的第1边带W1和第2边带W2的频率差不与相当于气体单元4所包含的碱金属原子的2个基态能级的能量差的频率准确地一致，则碱金属原子不引起EIT现象，所以光检测器106的检测量根据第1边带W1和第2边带W2的频率极其敏感地变化。因此，利用通过半导体激光器102、气体单元4、光检测器106、第2检波电路170、调制频率产生电路176和检波用调制电路174的反馈回路进行反馈控制，使得第1边带W1与第2边带W2的频率差和与碱金属原子的2个基态能级的能量差相当的频率极其准确地一致。结果，调制频率成为极其稳定的频率，所以能够将调制信号作为原子振荡器100的输出信号（时钟输出）。 
这里，对光学模块1的构成进行更为具体的说明。 
图4是示意地表示光学模块1的立体图。图5是示意地表示光学模块1的剖视图。此外，图5是图4的V－V线剖视图。在图4以及图5中，为方便起见，图示了相互正交的X轴、Y轴、Z轴。 
如图4所示，在光学模块1中，沿着X轴配置有半导体激光器102、准直透镜103、气体单元4和光检测器106。 
从半导体激光器102射出的谐振光L沿着X轴行进。即，这里，谐振光L的光轴平行于X轴，谐振光L的行进方向（光轴方向）是X方向。 
在光学模块1中，也可以在半导体激光器102和气体单元4之间具有用于将谐振光L变换为平行光的准直透镜103。 
从半导体激光器102射出的谐振光L经由准直透镜103入射至气体单元4。半导体激光器102避开气体单元4的中心照射谐振光L。在图示的例子中，气体单元4是长方体，谐振光L避开气体单元4的中心（长方体的中心），通过比气体单元4的中心偏向第2加热器108b侧（＋Y方向）的位置。这是因为气体单元4的中心附近的碱金属原子气体的流动S弱，所以与气体单元4的外侧附近相比，碱金属原子的X方向（行进方向）的速度分量的偏差大。 
气体单元4在图示的例子中是长方体。气体单元4的形状并不限于长方体，也可以是其他的多面体、圆柱、球体。 
气流生成部108具有第1加热器108a和第2加热器108b。第1加热器108a被设置在气体单元4的第1侧面（第1面）4a。另外，第2加热器108b被设置在与第1侧面4a对置的第2侧面（第2面）4b。第1侧面4a以及第2侧面4b是与谐振光L的光轴不交叉的面（即不入射谐振光L的面），在本实施方式中，是垂直线与Y轴平行的面。第1加热器108a以及第2加热器108b能够向气体单元4供给热量。 
气流生成部108例如具有用于控制第1加热器108a以及第2加热器108b的控制部（未图示）。控制部例如按照第1加热器108a的温度高于第2加热器108b的温度的方式进行控制。由此，在气体单元4内产生温度梯度，通过对流使碱金属原子气体产生恒定的流动S。 
在图5所示的例子中，从谐振光L的行进方向（X方向）来看，碱金属原子气体产生右旋的流动S。因此，在照射谐振光L的区域中，碱金属原子气体的流动S从气体单元4的下表面侧朝上表面侧产生。即，在照射谐振光L的区域中，碱金属原子气体的流动S在与谐振光L的行进方向（X方向）垂直的方向（Z方向）上产生。 
图6（A）是示意地表示碱金属原子随机运动时的气体单元内的图。图6（B）是表示碱金属原子随机运动时的碱金属原子的X方向的速度分量的分布的曲线图。图7（A）是示意地表示使碱金属原子气体产生了流动时的气体单元内的图。图7（B）是表示使碱金属原子气体产生了流动时的碱金属原子的X方向的速度分量的分布的曲线图。图6（B）以及图7（B）的横轴是碱金属原子的X方向的速度。此外，X方向是谐振光L的行进方向。 
如图6所示，在气体单元内，当碱金属原子随机运动时（碱金属原子气体未产生流动时），碱金属原子的X方向的速度分量的偏差大。与此相对，如图7所示，当气体单元内产生了Z方向的流动时，与碱金属原子随机运动的情况相比，碱金属原子的X方向的速度分量的偏差小。 
此外，在图7的例子中，使碱金属原子气体产生了Z方向的流动， 但对于使碱金属原子气体产生了其他方向（例如X方向、Y方向）的流动的情况也相同，与碱金属原子随机运动的情况相比，碱金属原子的X方向的速度分量的偏差小。 
这样，通过使碱金属原子气体产生流动，与碱金属原子随机运动的情况相比，能够减小碱金属原子的X方向（谐振光L的行进方向）的速度分量的大小的偏差。通过减小碱金属原子的X方向（谐振光L的行进方向）的速度分量的偏差，能够抑制起因于光的多普勒效应（多普勒频移）的EIT信号的线宽（光吸收宽度，EIT现象产生的频率差的范围）展宽。即，能够抑制频率精度的降低。因此，通过使碱金属原子气体产生流动，能够抑制频率精度的降低。 
此外，半导体激光器102、光检测器106、气流生成部108分别与图1所示的光源部2、光检测部6、气流生成部8对应。另外，由第1检波电路160、第1低频振荡器162、电流驱动电路164、第2检波电路170、第2低频振荡器172、检波用调制电路174和调制频率产生电路176构成的电路与图1所示的控制部101对应。 
本实施方式所涉及的光学模块1以及原子振荡器100例如具有以下的特征。 
根据光学模块1，如上所述，利用气流生成部108使碱金属原子气体产生流动，从而能够抑制起因于光的多普勒效应的频率精度的降低。因此，光学模块1能够具有高频率精度。 
根据光学模块1，气流生成部108通过在气体单元4内产生温度梯度，能够使碱金属原子气体产生流动S。由此，例如能够以如上述那样使用了加热器108a、108b等的简易的构成使碱金属原子气体产生流动。因此，能够实现装置的简单化。并且，通过使碱金属原子气体产生对流，能够使碱金属原子气体的流动S恒定。由此，能够使碱金属原子的X方向（谐振光L的行进方向）的速度分量的大小的偏差进一步减小。 
本实施方式的原子振荡器100包含光学模块1，所以能够具有高频率精度。 
此外，在上述的实施方式中，气流生成部108使用2个加热器108a、 108b使碱金属原子气体产生流动，但是，只要能够使碱金属原子气体产生流动，不特别限定加热器的数量。 
2．第2实施方式 
接下来，参照附图对第2实施方式所涉及的原子振荡器进行说明。图8是示意地表示第2实施方式的原子振荡器的光学模块201的立体图。图9是示意地表示光学模块201的剖视图。此外，图9是图8的IX－IX线剖视图。以下，在第2实施方式的光学模块201中，对具有与第1实施方式的光学模块1的构成部件相同的功能部件标注相同的附图标记，并省略其详细的说明。 
在光学模块201中，如图8以及图9所示，气流生成部108包含发光部210和吸收从发光部210射出的光的光吸收部220而构成。 
发光部210能够通过向气体单元4照射光来供给热量。发光部210例如射出红外线IR，光吸收部220由能够吸收红外线IR的材料形成。从发光部210射出的红外线IR照射到光吸收部220。例如能够使用红外灯、半导体激光等发光装置作为发光部210。 
光吸收部220吸收从发光部210射出的红外线IR而发热。由此，能够向气体单元4供给热量。在图示的例子中，光吸收部220被设置于气体单元4的下表面。气体单元4设置有从第1侧面4a贯通到第2侧面4b的贯通孔5。因此，利用光吸收部220从气体单元4的下表面侧供给热量，从而能够使碱金属原子气体产生围绕贯通孔5的周围的流动S。 
在图9所示的例子中，从与谐振光L的行进方向（X方向）正交的方向（Y方向）观察，碱金属原子气体产生右旋的流动S。谐振光L通过贯通孔5的上方（比贯通孔5靠＋Z方向侧）。因此，在照射谐振光L的区域中，碱金属原子气体的流动S在与谐振光L的行进方向（X方向）平行的方向上产生。因此，与碱金属原子沿随机方向运动的情况相比，能够减小碱金属原子的X方向（谐振光L的行进方向）的速度分量的偏差。并且，由于谐振光L的行进方向和碱金属原子气体的流动S的方向相同，所以与谐振光L的行进方向和碱金属原子气体的流动S的方向 不同的情况相比，能够提高EIT的显现效率。这是因为，在谐振光L的行进方向和碱金属原子气体的流动S的方向相同的情况下，与谐振光L的行进方向和碱金属原子气体的流动S的方向不同的情况相比，碱金属原子和谐振光L的相互作用时间长。 
此外，本实施方式所涉及的原子振荡器的其他构成与上述的原子振荡器100相同，省略其说明。 
本实施方式所涉及的光学模块例如具有以下的特征。 
根据本实施方式所涉及的光学模块201，与第1实施方式的光学模块1相同，利用气流生成部108使碱金属原子气体产生流动，从而能够抑制起因于光的多普勒效应的频率精度的降低。因此，光学模块201能够具有高频率精度。 
根据光学模块201，气流生成部108通过在气体单元内产生温度梯度，能够使碱金属原子气体产生流动。由此，例如能够以上述那样使用了发光部210以及光吸收部220等的简易的构成使碱金属原子气体产生流动。因此，能够实现装置的简单化。 
根据本实施方式的光学模块201，由于谐振光L的行进方向和碱金属原子气体的流动S的方向相同，所以与谐振光L的行进方向和碱金属原子气体的流动S的方向不同的情况相比，能够提高EIT的显现效率。 
此外，本发明并不限于上述的实施方式，可以在本发明的要点的范围内实施各种变形。 
例如，在上述的第1实施方式中，如图5所示，对在照射谐振光L的区域中，碱金属原子气体的流动S在与谐振光L的行进方向（X方向）垂直的方向（Z方向）上产生的情况进行了说明。另外，在上述的第2实施方式中，如图9所示，对在照射谐振光L的区域中，碱金属原子气体的流动S在与谐振光L的行进方向（X方向）相同的方向上产生的情况进行了说明，但照射谐振光L的区域中的碱金属原子气体的流动S的方向未特别被限定。无论碱金属原子气体的流动S的方向相对于谐振光L的行进方向是哪个方向，如上所述，与碱金属原子沿随机方向运动的情况相比，碱金属原子的X方向的速度分量的偏差小。因此，若在照 射谐振光L的区域中，碱金属原子气体产生流动S，则不论该流动S的方向如何，都能够提高原子振荡器的频率精度。 
另外，例如在上述的第1实施方式中，如图4所示，气流生成部108包含加热器108a、108b而构成，在上述的第2实施方式中，如图8所示，气流生成部108包含发光部210以及光吸收部220而构成，但气流生成部的构成并不限定于此。气流生成部只要能够使气体单元内的碱金属原子气体产生流动，其构成就不特别被限定。 
本发明包含与在实施方式中说明的构成实质相同的构成（例如功能、方法以及结果相同的构成，或者目的以及效果相同的构成）。另外，本发明包含置换了在实施方式中说明的构成的非本质的部分的构成。另外，本发明包含起到与在实施方式中说明的构成相同的作用效果的构成或者能够实现相同的目的构成。另外，本发明包含对在实施方式中说明的构成附加公知技术的构成。 
附图标记的说明 
S  流动；L  谐振光；1  光学模块；2  光源部；4  气体单元；4a  第1侧面；4b  第2侧面；5  贯通孔；6  光检测部；8  气流生成部；100  原子振荡器；101  控制部；102  半导体激光；103  准直透镜；106  光检测器；108  气流生成部；108a  第1加热器；108b  第2加热器；160  第1检波电路；162  第1低频振荡器；164  电流驱动电路；170  第2检波电路；172  第2低频振荡器；174  检波用调制电路；176  调制频率产生电路；201  光学模块。 

Claims (8)

1.一种原子振荡器用光学模块，其特征在于，是利用了量子干涉效应的原子振荡器用光学模块，所述原子振荡器用光学模块包括：
光源部，其射出具有2个不同波长的谐振光；
气体单元，其密封有碱金属原子气体，并被照射所述谐振光；
光检测部，其检测透过了所述气体单元的所述谐振光的强度；以及
气流生成部，其产生所述碱金属原子气体的流动。
2.根据权利要求1所述的原子振荡器用光学模块，其特征在于，
所述气流生成部在所述气体单元内产生温度梯度。
3.根据权利要求1所述的原子振荡器用光学模块，其特征在于，
所述气流生成部包含向所述气体单元供给热量的加热器。
4.根据权利要求1所述的原子振荡器用光学模块，其特征在于，
所述气体单元是长方体，
所述气流生成部具有：
第1加热器，其设置在所述气体单元的第1面；以及
第2加热器，其设置在所述气体单元的与所述第1面对置的第2面，
其中，使用时的所述第1加热器的温度高于所述使用时的所述第2加热器的温度。
5.根据权利要求1所述的原子振荡器用光学模块，其特征在于，
所述气流生成部包括照射光的发光部和吸收由所述发光部照射的光而产生热量的光吸收部。
6.根据权利要求1~5所述的原子振荡器用光学模块，其特征在于，
所述气流生成部使所述碱金属原子气体产生与所述谐振光的行进方向平行的方向的流动。
7.根据权利要求1~5所述的原子振荡器用光学模块，其特征在于，
所述气流生成部使所述碱金属原子气体产生与所述谐振光的行进方向垂直的方向的流动。
8.一种原子振荡器，其特征在于，
包含权利要求1~7所述的原子振荡器用光学模块。
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