CN107800431A - 发光元件模块、原子振荡器和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供发光元件模块、原子振荡器和电子设备。发光元件模块的特征在于具备:发光元件,其射出光;底座,其具有收纳所述发光元件的凹部;以及盖,其以覆盖所述凹部的开口的方式与所述底座接合,所述盖具有:突出部,其突出设置于所述底座的相反侧,具有供所述光通过的孔;和窗部,其以堵住所述孔的方式设置于所述突出部,并使所述光透过,所述窗部的所述发光元件侧的面相对于以所述光的光轴为法线的面倾斜。
Description
技术领域
本发明涉及发光元件模块、原子振荡器和电子设备。
背景技术
以往,已知有例如具备射出激光的发光元件的发光元件模块。
作为发光元件模块,已知有例如具备光学部和封装件的光学拾取装置,其中,所述光学部具有半导体激光器、被来自该半导体激光器的激光激励的激光介质以及对来自该激光器介质的激光的波长进行转换等的光学元件,所述封装件容纳光学部(参照日本特开平7-98881号公报1)。在这样的光学拾取装置的封装件上设有窗,进行波长转换后的激光经由该窗从光学元件向封装件外射出。
但是,在日本特开平7-98881号公报的光学拾取装置中,在封装件上设置的窗被设置成与激光的射出方向垂直,因此,存在这样的问题:被窗反射的激光(反射光)返回封装件内的半导体激光器,由此导致从半导体激光器射出的激光的稳定性(尤其是波长的稳定性)降低。
另一方面,近年来,伴随着搭载发光元件模块的设备的小型化,对于发光元件模块的小型化要求也提高。
发明内容
本发明的目的在于提供能够在抑制大型化的同时减少返回光对发光元件产生的影响的发光元件模块,此外,还提供具备上述发光元件模块的原子振荡器、电子设备及移动体。
上述目的通过下述本发明实现。
本发明的发光元件模块的特征在于具备:底座,其具有凹部;发光元件,其容纳于所述凹部中,射出光;以及盖,其覆盖所述凹部的开口,与所述底座接合,所述盖具有:突出部,其具有供所述光通过的孔,朝所述底座的相反侧突出;和窗部,其堵住所述孔,并且透过所述光,所述窗部的所述发光元件侧的面相对于以所述光的光轴为法线的面倾斜。
根据这样的本发明的发光元件模块,由于窗部的发光元件侧的面相对于以光的光轴为法线的面倾斜,因此,能够减少来自发光元件的光在窗部进行反射而返回发光元件的返回光。此外,由于窗部设置于突出部上,因此,能够增大窗部与发光元件的离开距离。因此,能够与光量密度伴随着来自发光元件的光的行进而降低的情况相互作用,有效地减少返回光。此外,在本发明的发光元件模块中,通过将窗部设置在盖的突出部,例如,与盖不具有突出部、而增大(加深)底座的凹部来加大窗部与发光元件的离开距离的情况相比,能够使发光元件模块整体小型化。由此,根据本发明的发光元件模块,能够在减少大型化的同时减少返回光对发光元件产生的影响。
在本发明的发光元件模块中,优选的是,所述窗部的所述发光元件侧的面相对于以所述光的光轴为法线的面的倾斜角度为5°以上且45°以下的范围内。
由此,能够利用比较简单的结构发挥窗部所需的光学特性,并减少返回光对发光元件产生的影响。
在本发明的发光元件模块中,优选的是,所述盖包含:第1部分,其支承所述突出部;和第2部分,其与所述底座接合,并且,厚度比所述第1部分薄。
通过这样使与底座接合的第2部分比第1部分薄,能够利用缝焊等容易地进行盖与底座之间的接合。此外,通过使第1部分比第2部分厚,能够确保盖所需的机械强度。此外,通过使第1部分比第2部分厚,还能够减少在将盖与底座接合时在第1部分产生的应力。
在本发明的发光元件模块中,优选的是,从沿所述光的光轴的方向观察时,所述突出部的外周面包含沿着所述第1部分的外形的平坦的平坦部。
由此,在将盖的第2部分与底座接合时,能够使得突出部不会成为障碍,能够更容易地进行盖与底座之间的接合。
在本发明的发光元件模块中,优选的是,在所述突出部的所述孔的内壁面具有阶梯部,该阶梯部相对于以所述光的光轴为法线的面倾斜,支承所述窗部。
由此,容易使窗部以合适的位置和倾斜角度相对于突出部设置。
在本发明的发光元件模块中,优选的是,在设所述光在沿所述孔的所述底座侧的开口的面上的峰值强度的1/e2强度处的宽度为W[mm]时,所述孔的所述底座侧的开口的宽度L[mm]处于W<L<20×W的范围内,e为自然对数的底。
由此,能够减少突出部的过度大型化,并能够使从发光元件射出的光中的、除了能量密度变化较大的部分(外周部)以外的部分(中央部)高效地入射到孔内。
在本发明的发光元件模块中,优选的是,所述窗部的中心相对于所述光的光轴偏移。
由此,能够在减少窗部的大型化的同时减少产生不通过窗部的光。因此,能够在减少大型化的同时减少从窗部偏移的光发生漫反射而对发光元件等产生不良影响的情况。
在本发明的发光元件模块中,优选的是,所述窗部的侧面位于比所述光的光束靠外侧的位置。
由此,能够使光在窗部的两个主面内通过,因此,能够减少光在窗部的侧面上的漫反射。
本发明的原子振荡器具备本发明的发光元件模块。
根据这样的原子振荡器,由于具备能够在减少大型化的同时减少返回光对发光元件产生的影响的发光元件模块,因此,能够减少来自发光元件的光的波长变动,并利用该光来实现具有优异振荡特性的原子振荡器。
在本发明的发光元件模块中,优选的是,所述原子振荡器具备:光学元件,其使来自所述发光元件的所述光通过;保持件,其保持所述光学元件,所述保持件具有可贯插该所述发光元件模块所具备的所述突出部的贯通孔。
由此,通过将突出部贯插于保持件的贯通孔,能够简单且高精度地进行发光元件模块与保持件的相对定位。因此,能够使从发光元件模块射出的光适当地入射到光学元件中。
在本发明的发光元件模块中,优选的是,所述窗部配置在所述发光元件与所述光学元件之间,所述光学元件的所述窗部侧的面相对于以所述光的光轴为法线的面倾斜,所述光学元件的中心相对于所述光的光轴偏移。由此,能够在减少光学元件的大型化的同时减少产生不通过光学元件的光。
本发明的电子设备具备本发明的发光元件模块。
根据这样的电子设备,由于具备能够在减少大型化的同时减少返回光对发光元件产生的影响的发光元件模块,因此,能够实现利用高质量的光的特性良好的电子设备。
本发明的移动体具备本发明的发光元件模块。
根据这样的移动体,由于具备能够在减少大型化的同时减少返回光对发光元件产生的影响的发光元件模块,因此,能够实现利用高质量的光的特性良好的移动体。
附图说明
图1是示出本发明的第1实施方式的原子振荡器的概要图。
图2是图1所示的原子振荡器的剖面侧视图。
图3是图2所示的原子振荡器的俯视图。
图4是图2和图3所示的原子振荡器具备的发光元件模块的剖视图。
图5是图4所示的发光元件模块的俯视图。
图6是图4所示的发光元件模块具备的盖的俯视图。
图7是示出本发明的第2实施方式的原子振荡器具备的发光元件模块的发光元件和窗部的概要图。
图8是示出窗部的中心与光的光轴一致的状态的图。
图9是示出图7所示的窗部的配置的变形例的概要图。
图10是示出本发明的第3实施方式的原子振荡器具备的发光元件模块的发光元件和窗部的概要图。
图11是示出图10所示的窗部的变形例的概要图。
图12是示出本发明的第4实施方式的原子振荡器具备的发光元件模块的窗部和光学系统单元的概要图。
图13是示出将本发明的原子振荡器用于利用GPS卫星的定位系统时的概要结构的图。
图14是本发明的移动体的一例的图。
具体实施方式
以下,根据附图所示的实施方式对本发明的发光元件模块、原子振荡器、电子设备及移动体详细地进行说明。
1.原子振荡器
首先,对本发明的原子振荡器(具备本发明的发光元件模块的原子振荡器)进行说明。
<第1实施方式>
图1是示出本发明的第1实施方式的原子振荡器的概要图。
图1所示的原子振荡器10是利用量子干涉效应(CPT:Coherent PopulationTrapping)的原子振荡器,该量子干涉效应是当对碱金属原子同时照射特定的不同波长的两个共振光时产生这两个共振光不被碱金属原子吸收而透过的现象。另外,该量子干涉效应的现象也称作电磁诱导透明(EIT:Electromagnetically Induced Transparency)现象。
如图1所示,该原子振荡器10具备:发光元件模块1;原子室单元20;光学系统单元30,其设置于发光元件模块1与原子室单元20之间;以及控制单元50,其对发光元件模块1和原子室单元20的动作进行控制。以下,首先,对原子振荡器10的概要进行说明。
发光元件模块1具备帕尔贴元件2、发光元件3和温度传感器4。发光元件3射出包含频率不同的两种光的直线偏振的光LL。发光元件3射出的光LL(光束)以具有规定的辐射角的方式扩展而射出,射出的光LL的截面强度分布呈高斯分布。这里,“辐射角”表示以光LL的光轴a为中心轴的扩展角度。具体而言,“辐射角”是光LL的峰值强度的1/e2处的角度。另外,当光LL的截面强度分布不呈高斯分布时,“辐射角”是光LL的峰值强度的一半处的角度。比光LL的辐射角靠内侧的部分被称作光束。此外,温度传感器4检测发光元件3的温度。此外,帕尔贴元件2调节发光元件3的温度(对发光元件3进行加温或冷却)。
光学系统单元30具备减光滤光器301(光学元件)、透镜302(光学元件)和1/4波长板303(光学元件)。减光滤光器301减少来自前述的发光元件3的光LL的强度。此外,透镜302调整光LL的辐射角度(例如使光LL成为平行光)。此外,1/4波长板303将光LL中包含的频率不同的两种光从直线偏振转换成圆偏振(右圆偏振或左圆偏振)。
原子室单元20具备原子室201、受光元件202、加热器203、温度传感器204和线圈205。
原子室201具有透光性,在原子室201内封入了碱金属。碱金属原子具有由互不相同的两个基态和激发态构成的三能级系统的能级。来自发光元件3的光LL经由减光滤光器301、透镜302和1/4波长板303入射到原子室201。然后,受光元件202接受通过原子室201后的光LL,并对该光LL进行检测。
加热器203对原子室201内的碱金属进行加热,使该碱金属的至少一部分成为气态。此外,温度传感器204对原子室201的温度进行检测。线圈205对原子室201内的碱金属施加规定方向的磁场,使该碱金属原子的能级进行塞曼分裂。这样,在碱金属原子进行了塞曼分裂的状态下,如果向碱金属原子照射前述的圆偏振的共振光对,则能够使碱金属原子进行塞曼分裂后的多个能级中的期望的能级的碱金属原子的数量相对于其它能级的碱金属原子的数量相对地变多。因此,显现期望的EIT现象的原子数增多,期望的EIT信号变大,其结果,能够提高原子振荡器10的振荡特性。
控制单元50具备温度控制部501、光源控制部502、磁场控制部503和温度控制部504。温度控制部501根据温度传感器204的检测结果,控制对加热器203的通电,使得原子室201内成为期望的温度。此外,磁场控制部503控制对线圈205的通电,使得线圈205产生的磁场恒定。此外,温度控制部504根据温度传感器4的检测结果,控制对帕尔贴元件2的通电,使得发光元件3的温度成为期望的温度(温度区域内)。
光源控制部502根据受光元件202的检测结果,以使得发生EIT现象的方式控制来自发光元件3的光LL中包含的两种光的频率。这里,当这两种光成为与原子室201内的碱金属原子的两个基态间的能量差相当的频率差的共振光对时,发生EIT现象。此外,光源控制部502还具备压控型石英振荡器(未图示),将该压控型石英振荡器(VCXO)的输出信号作为原子振荡器10的输出信号(时钟信号)输出,该压控型石英振荡器的振荡频率以与前述两种光的频率的控制同步地稳定的方式受到控制。
以上,对原子振荡器10的概要进行了说明。以下,根据图2和图3,对原子振荡器10的更具体的结构进行说明。
图2是图1所示的原子振荡器的剖面侧视图。图3是图2所示的原子振荡器的俯视图。另外,在以下内容中,为了便于说明,将图2中的上侧也称作“上”,将下侧也称作“下”。
如图2所示,原子振荡器10具备发光元件模块1、原子室单元20、保持发光元件模块1的光学系统单元30、一并支承原子室单元20和光学系统单元30的支承部件40、与发光元件模块1以及原子室单元20电连接的控制单元50、以及收纳上述部件的封装件60。
发光元件模块1具有帕尔贴元件2、发光元件3、温度传感器4以及收纳有上述元件的封装件5。另外,后面对发光元件模块1详细进行叙述。
光学系统单元30具有减光滤光器301、透镜302、1/4波长板303、以及保持上述元件的保持件304。这里,保持件304具有两端开口的柱状的贯通孔305。该贯通孔305是光LL的通过区域,减光滤光器301、透镜302和1/4波长板303依次配置在贯通孔305内。如图3所示,减光滤光器301以相对于以光轴a为法线的面倾斜的姿态,利用未图示的粘结剂等固定于保持件304。透镜302和1/4波长板303分别以沿着以光轴a为法线的面的姿态,利用未图示的粘结剂等固定于保持件304。此外,利用未图示的安装部件将发光元件模块1安装于贯通孔305的减光滤光器301侧(图2中的左侧)的端部。这样的保持件304例如由铝等金属材料构成,具有散热性。由此,能够高效地进行发光元件模块1的散热。
另外,在光学系统单元30中,根据来自发光元件3的光LL的强度、辐射角等的不同,可以省略减光滤光器301和透镜302中的至少一方。此外,光学系统单元30也可以具有减光滤光器301、透镜302和1/4波长板303以外的光学元件。此外,减光滤光器301、透镜302和1/4波长板303的配置顺序不限于图示的顺序,是任意的。
原子室单元20具备原子室201、受光元件202、加热器203、温度传感器204、线圈205以及收纳有上述元件的封装件206。
在原子室201内封入了气态的铷、铯、钠等碱金属。此外,在原子室201内,还可以根据需要,与碱金属气体一并封入氩、氖等稀有气体、氮等惰性气体作为缓冲气体。
虽然未图示,原子室201例如具有:躯体部,其具有柱状的贯通孔;和一对窗部(与窗部56、56A、56B不同),它们封闭该躯体部的贯通孔的两个开口而形成气密密封的内部空间。这里,入射到原子室201内的光LL透过一对窗部中的一个窗部,从原子室201内射出的光LL透过另一个窗部。因此,作为各窗部的构成材料,只要对于光LL具有透射性即可,没有特别限定,例如可以举出玻璃材料、石英等。另一方面,作为躯体部的构成材料,没有特别限定,可以举出金属材料、树脂材料、玻璃材料、硅材料、石英等,但是,基于加工性以及与各窗部之间的接合的观点,优选使用玻璃材料、硅材料。此外,作为躯体部与各窗部的接合方法,根据上述构成材料来确定,没有特别限定,例如可以使用直接接合法、阳极接合法等。
受光元件202相对于原子室201配置在发光元件模块1的相反侧。作为该受光元件202,只要能够检测透过原子室201内后的光LL(共振光対)的强度,则没有特别限定,例如可以举出太阳电池、光电二极管等光检测器(受光元件)。
虽然未图示,加热器203例如配置在前述的原子室201上,或者借助金属等导热性部件与原子室201连接。作为该加热器203,只要能够对原子室201(更具体来说是原子室201内的碱金属)进行加热,则没有特别限定,例如可以举出具有发热电阻的各种加热器、帕尔贴元件等。
虽然未图示,温度传感器204例如配置在原子室201或加热器203附近。作为该温度传感器204,只要能够检测原子室201或加热器203的温度,则没有特别限定,例如可以举出热敏电阻、热电偶等公知的各种温度传感器。
虽然未图示,线圈205例如是沿原子室201的外周卷绕设置的电磁型线圈、或夹着原子室201对置的亥姆霍兹型的一对线圈。该线圈205在原子室201内产生沿光LL的光轴a的方向(平行的方向)的磁场。由此,通过塞曼分裂,能够扩大原子室201内的碱金属原子退化的不同的能级间的能隙,提高分辨率,缩小EIT信号的线宽。另外,线圈205产生的磁场可以是直流磁场或交流磁场中的任一个磁场,也可以是将直流磁场与交流磁场叠加后的磁场。
虽然未图示,封装件206例如具备板状的基体以及与该基体接合的盖体,在上述基体与盖体之间形成收纳有前述的原子室201、受光元件202、加热器203、温度传感器204和线圈205的气密空间。这里,基体直接或间接地支承原子室201、受光元件202、加热器203、温度传感器204和线圈205。此外,在基体的外表面设有与受光元件202、加热器203、温度传感器204以及线圈205电连接的多个端子。另一方面,盖体呈一端部开口的有底筒状,该开口被基体堵住。此外,在盖体的另一端部(底部)设有对于光LL具有透射性的窗部207。
作为这样的封装件206的基体以及盖体的窗部以外的部分的构成材料,没有特别限定,例如可以举出陶瓷、金属等。此外,作为窗部207的构成材料,例如可以举出玻璃材料等。此外,作为基体与盖体进行接合的方法,没有特别限定,例如可以举出钎焊、缝焊、能量束焊接(激光焊接、电子束焊接等)等。此外,优选的是,对封装件206内进行减压,使压力小于大气压。由此,能够简单且高精度地控制原子室201的温度。其结果是,能够提高原子振荡器10的特性。
支承部件40呈板状,在支承部件40的一个面上载置有前述的原子室单元20和光学系统单元30。该支承部件40具有沿光学系统单元30的保持件304的下表面的形状的设置面401。在该设置面401上形成有阶梯部402。该阶梯部402与保持件304的下表面的阶梯部卡合,以限制保持件304向原子室单元20侧(图2中右侧)移动。同样地,支承部件40具有沿原子室20的封装件206的下表面的形状的设置面403。该设置面403上形成有阶梯部404。该阶梯部404与封装件206的端面(图2中左侧的端面)卡合,以限制封装件206向光学系统单元30侧(图2中左侧)移动。
这样,利用支承部件40可以规定原子室单元20与光学系统单元30的相对位置关系。这里,由于发光元件模块1固定于保持件304,因此,还规定了发光元件模块1与原子室单元20以及光学系统单元30之间的相对位置关系。这里,封装件206和保持件304分别利用未图示的螺钉等固定部件固定于支承部件40。此外,支承部件40利用未图示的螺钉等固定部件固定于封装件60。此外,支承部件40例如由铝等金属材料构成,具有散热性。由此,能够高效地进行发光元件模块1的散热。
如图3所示,控制单元50具有:电路基板505;两个连接器506a、506b,它们设置在电路基板505上;刚性布线基板507a,其与发光元件模块1连接;刚性布线基板507b,其与原子室单元20连接;挠性布线基板508a,其将连接器506a与刚性布线基板507a连接起来;挠性布线基板508b,其将连接器506b与刚性布线基板507b连接起来;以及多个引脚509,它们贯通电路基板505。
这里,电路基板505中设有IC(Integrated Circuit)芯片(未图示),该IC芯片作为前述的温度控制部501、光源控制部502、磁场控制部503和温度控制部504发挥功能。此外,电路基板505具有供前述的支承部件40贯插的贯通孔5051。此外,电路基板505借助多个引脚509而支承于封装件60。多个引脚509与电路基板505电连接。
另外,将电路基板505与发光元件模块1进行电连接的结构以及将电路基板505与原子室单元20进行电连接的结构不限于图示的连接器506a、506b、刚性布线基板507a、507b和挠性布线基板508a、508b,还可以分别是其它公知的连接器和布线。
封装件60例如由可伐合金等金属材料构成,具有电磁屏蔽性能。由此,能够减少外部磁场对原子振荡器10的特性产生不良影响。另外,封装件60内可以进行减压,也可以是大气压。
(发光元件模块的详细说明)
图4是图2和图3所示的原子振荡器具备的发光元件模块的剖视图。图5是图4所示的发光元件模块的俯视图。图6是图4所示的发光元件模块具备的盖的俯视图。另外,在以下内容中,为了便于说明,将图4中的上侧也称作“上”,将下侧也称作“下”。
如图4所示,发光元件模块1具有帕尔贴元件2、发光元件3、温度传感器4以及收纳有上述元件的封装件5。
封装件5具有底座51和盖52,其中,底座51具有朝上表面敞开的凹部511,盖52堵住凹部511的开口(上部开口),在底座51与盖52之间形成收纳有帕尔贴元件2、发光元件3和温度传感器4的气密空间即内部空间S。优选的是,这样的封装件5内是减压(真空)状态。由此,能够减少封装件5的外部的温度变化对封装件5内的发光元件3、温度传感器4等产生影响,能够减少封装件5内的发光元件3、温度传感器4等的温度变动。另外,封装件5内也可以不是减压状态,此外,也可以封入氮、氦、氩等惰性气体。
作为底座51的构成材料,没有特别限定,可以使用具有绝缘性、且适合将内部空间S作为气密空间的材料、例如氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆等氧化物类陶瓷、氮化硅、氮化铝、氮化钛等氮化物类陶瓷、碳化硅等碳化物类陶瓷等各种陶瓷等。
此外,底座51具有阶梯部512,该阶梯部512位于比凹部511的底面靠上侧的位置且形成为包围凹部511的底面的外周。如图5所示,在该阶梯部512的上表面设有连接电极62a、62b、62c、62d、62e、62f。上述连接电极62a、62b、62c、62d、62e、62f(以下,也称作“连接电极62a~62f”)分别经由贯通底座51的未图示的贯通电极与设置于底座51的下表面的外部安装电极61a、61b、61c、61d、61e、61f(以下,也称作“外部安装电极61a~61f”)电连接。
作为连接电极62a~62f和外部安装电极61a~61f等的构成材料,没有特别限定,例如可以举出金(Au)、金合金、铂(Pt)、铝(Al)、铝合金、银(Ag)、银合金、铬(Cr)、铬合金、镍(Ni)、铜(Cu)、钼(Mo)、铌(Nb)、钨(W)、铁(Fe)、钛(Ti)、钴(Co)、锌(Zn)、锆(Zr)等金属材料。
此外,在底座51的上端面设有框状(环状)的密封环53。该密封环53例如由可伐合金等金属材料构成,通过钎焊等与底座51接合。盖52通过缝焊等,借助这样的密封环53与底座51接合。
如图4和图6所示,盖52具有呈板状的主体部54、设置于主体部54上的筒状的突出部55、以及堵住突出部55的内侧形成的孔551(开口)的窗部56。
主体部54具有支承突出部55的第1部分54a、与底座51(更具体地说是借助密封环53与底座51)接合的第2部分54b、连接第1部分54a和第2部分54b间的第3部分54c。该主体部54的板面540(上表面)与以从发光元件3射出的光LL的光轴a为法线的面平行。这里,第2部分54b的厚度t2、第3部分54c的厚度t3分别比第1部分54a的厚度t1薄。此外,第2部分54b的厚度t2和第3部分54c的厚度t3彼此相等。在本实施方式中,也可以说,在将俯视时以密封环53的内周缘531为边界而将主体部54的厚度t2的外周部分成两个部分来理解时,也可以说该两个部分中的外侧的部分为第2部分54b,内侧的部分为第3部分54c。此外,第1部分54a的外周部的厚度朝向第3部分54c连续地变薄,由此,第1部分54a的上表面以及下表面与第3部分54c的上表面以及下表面连续地连接。此外,在第1部分54a形成有沿第1部分54a的厚度方向贯通的孔541。该孔541使来自发光元件3的光LL的至少一部分通过。作为这样的主体部54的构成材料,没有特别限定,可适当使用金属材料,其中,优选使用线膨胀系数与底座51的构成材料近似的金属材料。因此,例如,在将底座51设为陶瓷基板时,优选使用可伐合金等合金作为主体部54的构成材料。
俯视时,突出部55设置于第1部分54a的中央部,包含在第1部分54a内。在该突出部55的内侧具有与前述的主体部54的孔541连通的孔551、以及相对于孔551在孔541的相反侧与孔551连通的孔552。上述孔551、552分别使来自发光元件3的光LL的至少一部分通过。这里,孔552的宽度(直径)大于孔551的宽度(直径),由此,在孔551与孔552之间形成阶梯部553。该阶梯部553相对于前述的主体部54的板面540以倾斜角度θ倾斜。在本实施方式中,阶梯部553以朝向盖52的长度方向上的一侧(图4和图6中的右侧)的方式倾斜。此外,如图6所示,在突出部55的外周面具有沿圆筒面的一对曲面部555以及设置于该一对曲面部555间的平坦的一对平坦部554。俯视时,一对平坦部554沿着主体部54的第1部分54a的外形。
作为这样的突出部55的构成材料,可以与主体部54的构成材料不同,但是,优选使用线膨胀系数与主体部54的构成材料近似的金属材料,更优选与主体部54的构成材料相同。此外,突出部55可以与主体部54分体地形成,利用公知的接合方法进行接合,也可以使用模具等与主体部54一体地(一并地)形成。
在孔552的内部设置有透过光LL的、由板状部件构成的窗部56。窗部56利用公知的接合法接合在前述的阶梯部553上,堵住前述的突出部55的孔551的孔552侧的开口。这里,如前述那样,由于阶梯部553相对于主体部54的板面540以倾斜角度θ倾斜,因此,窗部56也相对于主体部54的板面540以倾斜角度θ倾斜。因此,在本实施方式中,窗部56的发光元件3侧的面560(下表面)以及与发光元件3相反的一侧的面(上表面)也以朝向盖52的长度方向上的一侧(图4和图6中的右侧)的方式倾斜。该窗部56对于来自发光元件3的光LL具有透射性。作为这样的窗部56的构成材料,没有特别限定,例如可以举出玻璃材料等。另外,窗部56也可以是透镜、减光滤光器等光学元件。
此外,窗部56的俯视形状没有特别限定,在本实施方式中为六边形。通过使窗部56的俯视形状为六边形,与窗部56的俯视形状为四边形的情况相比,即使窗部56的面积较小,也能够准确地堵住孔551的呈圆形的开口。此外,与窗部56的俯视形状为圆形的情况相比,例如,在以从一个基板(母板)上切出多个窗部56的方式形成时,浪费的部分较少,能够形成更多的窗部56。
如图4所示,通过使主体部54以及突出部55与前述的光学系统单元30的保持件304卡合,对这样的盖52进行定位。更具体来说,将突出部55插入于保持件304的贯通孔305内,使主体部54的板面540与保持件304的定位面306抵接,由此进行在发光元件3的光轴a方向上的盖52和发光元件模块1的定位。此外,在将突出部55插入保持件304的贯通孔305内的状态下使突出部55的侧面(更具体来说是前述的一对曲面部555)与贯通孔305的内壁面抵接,由此,进行与发光元件3的光轴a垂直的方向上的盖52以及发光元件模块1的定位。
在这样的封装件5的底座51的凹部511的底面上配置有帕尔贴元件2。帕尔贴元件2例如利用粘结剂固定在底座51上。如图4所示,帕尔贴元件2具有一对基板21、22以及设置于上述基板21、22间的接合体23。基板21、22分别由金属材料、陶瓷材料等、导热性优异的材料构成。此外,根据需要,在基板21、22的表面上分别设有绝缘膜。这样的基板21的下表面固定在封装件5的底座51上,另一方面,如图5所示,在基板21的上表面设有一对端子24、25。此外,基板22被设置成使一对端子24、25露出。并且,一对端子24、25经由作为电线布线(键合线)的布线81a、81b与设置于封装件5中的连接电极62a、62b电连接。接合体23构成为包含多个由于来自一对端子24、25的通电而产生帕尔贴效应的互不相同的两种金属或半导体的接合体。
这样的帕尔贴元件2由于接合体23处产生的帕尔贴效应,使基板21、22中的一个基板成为发热侧,另一个成为吸热侧。这里,帕尔贴元件2能够根据所提供的电流的方向,在基板21成为发热侧且基板22成为吸热侧的状态与基板21成为吸热侧且基板22成为发热侧的状态之间进行切换。因此,即使环境温度的范围较大,也能够将发光元件3等调节到期望的温度(目标温度)。由此,能够进一步减少由于温度变化带来的不良影响(例如光LL的波长变动)。这里,发光元件3的目标温度是根据发光元件3的特性决定的,没有特别限定,例如为30℃以上、40℃以下左右。为了将发光元件3的温度保持在该目标温度,根据来自温度传感器4的信息,使帕尔贴元件2及时动作,对发光元件3进行加温或冷却。
此外,帕尔贴元件2具有设置于基板22的上表面的金属层26。该金属层26例如由铝、金、银等导热性优异的金属构成,在该金属层26的上表面配置有发光元件3、温度传感器4和中继部件71、72。
发光元件3例如是垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)等半导体激光器。半导体激光器通过将直流偏置电流与高频信号叠加(施加调制)而使用,能够射出波长不同的两种光。该发光元件3具有未图示的一对端子,该一对端子中的一个端子是驱动信号用的端子,另一个端子是接地用的端子。驱动信号用的端子借助布线82a、中继部件71、布线82b与设置于封装件5中的连接电极62c电连接。另一方面,接地用的端子借助布线82c、金属层26、布线82d与设置于封装件5中的连接电极62d电连接。
温度传感器4例如是热敏电阻、热电偶等温度检测元件。该发光元件4具有未图示的一对端子,该一对端子中的一个端子是检测信号用的端子,另一个端子是接地用的端子。检测信号用的端子借助布线83a、中继部件72、布线83b与设置于封装件5中的连接电极62e电连接。另一方面,接地用的端子借助金属层26、布线83c与设置于封装件5中的连接电极62f电连接。
布线82a、82b、82c、82d、83a、83b、83c分别为电线布线(键合线)。这里,布线82b由多个电线布线构成。由此,能够缩小布线82b的电阻,减少提供给发光元件3的驱动信号的损耗。基于相同的观点,布线82c、82d也分别由多个电线布线构成。
中继部件71具备:具有绝缘性的基部711;以及设置于基部711的上表面的导电性布线层712。基部711例如由陶瓷材料构成。该基部711的下表面与未图示的金属层接合,并且,该金属层借助钎料等接合材料(未图示)与金属层26接合。此外,布线层712由与前述的连接电极62a~62f等相同的材料构成。此外,布线层712呈长边形状,形成在基部711的上表面的一部分。由此,能够缩小布线层712与金属层26之间的静电电容,即使使用高频信号作为提供给发光元件3的驱动信号,也能够减少驱动信号的损耗。此外,某种程度上还能够确保基部711的大小,其结果,能够容易安装中继部件71。
通过经由这样的中继部件71等进行发光元件3与连接电极62c、62d的电连接,对于布线82a、82b、82c、82d也能够利用帕尔贴元件2进行温度调节。因此,能够减少上述布线82a、82b、82c、82d的温度变动,与此相伴,还能够减少发光元件3的温度变动。
可以与前述的中继部件71同样地构成中继部件72。但是,由于对温度传感器4不使用高频信号,因此,也可以遍及基部的上表面的整个区域设置中继部件72具有的布线层。
通过经由这样的中继部件72等进行温度传感器4与连接电极62e、62f的电连接,对于布线83a、83b、83c也能够利用帕尔贴元件2进行温度调节。因此,能够减少上述布线83a、83b、83c的温度变动,与此相伴,还能够减少温度传感器4的温度变动。即,能够使温度传感器4不易受到来自连接电极62e、62f的热的影响。因此,能够提高温度传感器4的检测精度,其结果,能够高精度地控制发光元件3的温度。
如图4所示,以上说明的发光元件模块1具备:发光元件3,其射出光LL;底座51,其具有收纳发光元件3的凹部511;以及盖52,其以覆盖凹部511的开口的方式与底座51接合。此外,盖52具有:突出部55,其以朝底座51的相反侧突出的方式设置,具有光LL通过的孔551;和窗部56,其以堵住突出部55的孔551的方式设置,透过光LL。并且,窗部56的发光元件3侧的面560(下表面)相对于以光LL的光轴a为法线的面、即主体部54的板面540倾斜。
根据这样的本发明的发光元件模块1,由于窗部56的发光元件3侧的面560相对于以光LL的光轴a为法线的面(板面540)倾斜,因此,能够减少来自发光元件3的光LL在窗部56进行反射而返回发光元件3的返回光。此外,由于窗部56设置在突出部55上,因此,能够增大窗部56与发光元件3的离开距离。因此,能够与光量密度伴随着来自发光元件3的光LL的行进而降低的情况相互作用,有效地减少返回光。此外,在发光元件模块1中,通过将窗部56设置在突出部55上,例如,与盖52不具有突出部55、而增大(加深)底座51的凹部511来加大窗部56与发光元件3的离开距离的情况相比,能够使发光元件模块1整体小型化。由此,根据发光元件模块1,能够在减少大型化的同时减少返回光对发光元件3产生的影响。
此外,窗部56的发光元件3侧的面560相对于以光LL的光轴a为法线的面的倾斜角度θ优选5°以上且45°以下的范围内,更优选7°以上且40°以下的范围内,进一步优选10°以上且30°以下的范围内。尤其是,在本实施方式中,倾斜角度θ为15°。通过使倾斜角度θ在前述的范围内,能够使窗部56发挥所需的光学特性(例如,光LL的充分的透过度),能够减少返回光对发光元件3产生的影响(例如,由于温度上升引起的光LL的波长变动)。
另外,窗部56的发光元件3侧的面560的倾斜方向不限于图示,在图6中,例如,也可以配置成使窗部56顺时针旋转30°、60°、90°、180°、210°后的状态。
此外,如前述那样,在突出部55的孔551的内壁面具有阶梯部553,该阶梯部553相对于以光LL的光轴a为法线的面倾斜,支承窗部56。由此,容易使窗部56相对于突出部55以合适的位置和前述的倾斜角度θ设置。
这里,如前述那样,发光元件3射出的光LL以具有规定的辐射角(以光LL的光轴a为中心轴的扩展角度)的方式扩展而射出。并且,设光LL在沿孔551的底座51侧的开口的面上的、峰值强度的1/e2(e为自然对数的底)强度处的宽度(直径)为W[mm]时,孔551的底座51侧的开口的宽度L(直径)[mm]优选处于W<L<20×W的范围内,更优选处于2×W<L<18×W的范围内,进一步优选处于5×W<L<15×W的范围内。尤其是,在本实施方式中,宽度L为5.4×W。通过使宽度L处于前述的范围内,能够减少突出部55的过度大型化,能够使从发光元件3射出的光LL中的、除了能量密度变化较大的外周部以外的中央部高效地入射到孔551内。
此外,如前述那样,盖52具有:第1部分54a,其支承突出部55;和第2部分54b,其与底座51接合,厚度比第1部分54a薄。这样,通过使与底座51接合的第2部分54b比第1部分54a薄,能够利用缝焊等容易地进行盖52与底座51之间的接合。此外,通过使第1部分54a比第2部分54b厚,能够确保盖52所需的机械强度。此外,通过使第1部分54a比第2部分54b厚,还能够减少在将盖52与底座51接合时在第1部分54a产生的应力,减少窗部56从突出部55脱离的情况。
此外,如前述那样,从沿光LL的光轴a的方向观察时,突出部55的外周面具有沿着第1部分54a的外形的平坦的平坦部554。尤其是,在本实施方式中,突出部55的外周面具有一对平坦部554。由此,在将盖52的第2部分54b与底座51接合时,能够减少突出部55成为障碍的情况,因此,能够更容易地进行盖52与底座51之间的接合。此外,在本实施方式中,在一对平坦部554之间设有一对曲面部555。通过具有这样的曲面部555,能够确保突出部55所需的机械强度。
以上,对原子振荡器10进行了说明。这样的原子振荡器10具备前述那样的发光元件模块1。由此,能够在减少大型化的同时减少返回光对发光元件3产生的影响。因此,能够减少来自发光元件3的光LL的波长变动,利用光LL实现具有优异的振荡特性的原子振荡器10。
此外,如前述那样,原子振荡器10具备作为使来自发光元件3的光LL通过的“光学元件”的减光滤光器301、透镜302和1/4波长板303、以及保持上述元件的保持件304。并且,保持件304具有能够供发光元件模块1具备的突出部55贯插的贯通孔305。由此,通过将突出部55贯插于保持件304的贯通孔305,能够简单且高精度地进行发光元件模块1与保持件304的相对定位。因此,能够使从发光元件模块1射出的光LL适当地入射到减光滤光器301。此外,通过这样地使主体部54以及突出部55与保持件304接触,还能够利用来自由金属材料构成的散热性优异的保持件304的散热来减少盖52的温度上升。
<第2实施方式>
图7是示出本发明的第2实施方式的原子振荡器具备的发光元件模块的发光元件和窗部的概要图。图8是示出窗部的中心与光的光轴一致的状态的图。图9是示出图7所示的窗部的配置的变形例的概要图。
另外,在以下的说明中,关于第2实施方式,以与前述的实施方式的不同点为中心进行说明,省略关于相同事项的说明。此外,在图7、图8和图9中,对于与前述的实施方式相同的结构,标注相同的标号。
在图7所示的发光元件模块1A中,窗部56A的几何学中心O56与光LL的光轴a不一致,而是相对于光轴a偏移。另外,窗部56A与第1实施方式的窗部56同样,是俯视形状为六边形的平板状部件,面560相对于以光轴a为法线的面倾斜。此外,窗部56A的侧面563(外周面)的一部分位于光LL的光束L1的外侧。具体而言,窗部56A的面560(入射侧的面)的缘5601(外周)遍及整周地位于光LL的光束L1的外侧。另外,光束L1处于以辐射角θ1划出的线的内侧。如上所述,“辐射角”是光LL的峰值强度的1/e2处的角度。但是,当光LL的截面强度分布不呈高斯分布时,“辐射角”是光LL的峰值强度的一半处的角度。
这里,当使窗部56A从图8的双点划线所示的状态变成图8中的实线所示的状态时,即,在保持使中心O56位于光轴a上的状态而不变更中心O56的位置的情况下使窗部56A倾斜时,光LL会产生不通过窗部56A的部分。在图8中,在相对于窗部56A的发光元件3位于远端的部分(图8中的实线所示的窗部56A的左侧的部分),光LL不通过窗部56A。光LL的不通过窗部56A的部分有时会被盖52的窗部56A以外的部分吸收或反射(参照图4)。由此,存在从窗部56A射出的光LL的量(光量)减少、或者光LL的不通过窗部56A的部分发生漫反射而到达发光元件3或原子室201从而产生预料之外的影响的情况(参照图2和图3)。
在本施实方式中,如上所述,如图7所示那样配置窗部56A,以减少由这样的光LL的不通过窗部56A的部分产生的影响等。图7所示的窗部56A的位置能够通过使窗部56A从图8中实线所示的窗部56A的位置朝A1方向移动来实现。
具体而言,如上所述,窗部56A的中心O56相对于光LL的光轴a偏移。由此,即使不使窗部56A的大小(面560的平面面积)相对于图8中的双点划线所示的窗部56A和图8中的实线所示的窗部56A的大小进行变更,也能够使窗部56A的面560的缘5601位于光LL的光束L1的外侧。即,能够以最小的窗部56A的大小使面560的缘5601位于光LL的光束L1的外侧。由此,能够在减少窗部56A的大型化的同时减少产生不通过窗部56A的光LL。因此,能够适当地使光LL(具体而言,光LL的最大光量强度的1/e2或1/2以上的部分)通过窗部56A。其结果是,能够降低从窗部56A出去的光LL的光量减少、以及从窗部56A偏移的光LL发生漫反射而对发光元件3等产生不良影响。此外,还能够缩小窗部56A的大小,因此,能够从一个基板(例如片状的玻璃基板)制造出多个窗部56A。因此,能够实现低成本化以及生产性的提高。
另外,也可以是,在保持使窗部56A的中心O56位于光轴a上的状态下增大窗部56A的大小(面560的平面面积),由此,使缘5601位于光束L1的外侧。
图9示出本实施方式的窗部56A的变形例。在图9中,窗部56A的侧面563(侧面563的整个区域)位于比光LL的光束L1靠外侧的位置。换句话说,面560的缘5601和面561(射出侧的面)的缘5611分别位于比光LL的光束L1靠外侧的位置。由此,能够使光LL在窗部56A的两个主面(面560、561)内通过,因此,能够减少光LL在窗部56A的侧面563上的漫反射。
这里,窗部的侧面563是除了两个主面(面560、561)以外的面,并且是连接两个主面(面560、561)的面。面560位于窗部56A的发光元件3侧,是光LL入射的主面。另一方面,面561是位于窗部56A的发光元件3的相反侧、光LL射出的主面。
此外,侧面563位于光束L1的外侧包含侧面563的一部分位于光束L1的外侧的情况。
利用以上说明的图7和图9所示的窗部56A,也能够减少来自发光元件3的光LL在窗部56A进行反射而返回发光元件3的返回光。
<第3实施方式>
图10是示出本发明的第3实施方式的原子振荡器具备的发光元件模块的发光元件和窗部的概要图。图11是示出图10所示的窗部的变形例的概要图。
另外,在以下的说明中,关于第3实施方式,以与前述的实施方式的不同点为中心进行说明,省略关于相同事项的说明。此外,在图10和图11中,对于与前述的实施方式相同的结构,标注相同的标号。
在图10所示的发光元件模块1B中,在窗部56B的两个主面(面560、561)上设有涂敷膜565、566。另外,窗部56B构成为与图9所示的窗部56A相同的结构。涂敷膜565、566例如由反射防止膜(AR涂层)构成。由此,能够减少来自发光元件3的光LL在窗部56B进行反射的情况。因此,能够减少通过窗部56B的光LL的光量的降低,因此,能够增加到达原子室201的光LL的光量(参照图2和图3)。另外,涂敷膜565、566不限于反射防止膜,还可以由具备其它功能的膜构成。
涂敷膜565设置在窗部56B的面560(入射侧的面)的大致整个区域(除缘5601以外的部分)。同样,涂敷膜566设置在面561(出射侧的面)的大致整个区域(除缘5611以外的部分)。此外,涂敷膜565的中心O565和涂敷膜566的中心O566位于窗部56B的中心轴A56上。此外,中心O565、O566不分别位于光轴a上,而是相对于光轴a偏移。中心轴A56是通过窗部56B的中心O56、且沿窗部56B的厚度方向的轴。
此外,涂敷膜565的缘5651遍及整周地位于光LL的光束L1的外侧。同样,涂敷膜566的缘5661遍及整周地位于光LL的光束L1的外侧。由此,能够使光LL更恰当地通过涂敷膜565、566,因此,能够减少来自窗部56B的朝向发光元件3的反射光等。因此,能够增加到达原子室201的光LL的光量。此外,能够减少反射光到达发光元件3或原子室201而由此产生不良影响的情况。
图11示出具备本实施方式的涂敷膜565、566的窗部56B的变形例。在图11中,涂敷膜565、566分别与光LL通过的区域对应地进行配置。具体而言,涂敷膜565的中心O565相对于窗部56B的中心轴A56位于图11中右侧。另一方面,涂敷膜566的中心O566相对于窗部56B的中心轴A56位于图11中左侧。即,涂敷膜565的中心O565与涂敷膜566的中心O566夹着中心轴A56而相对于中心轴A56朝彼此相反的方向偏移。
利用以上说明的设有图10和图11所示的涂敷膜565、566的窗部56B,也能够减少来自发光元件3的光LL在窗部56B进行反射而返回发光元件3的返回光。
另外,也可以适当省略涂敷膜565、566中的任意一方。但是,通过设置涂敷膜565、566的双方,能够进一步提高减少反射光的不良影响的效果。
<第4实施方式>
图12是示出本发明的第4实施方式的原子振荡器具备的发光元件模块的窗部和光学系统单元的概要图。
另外,在以下的说明中,关于第4实施方式,以与前述的实施方式的不同点为中心进行说明,省略关于相同事项的说明。此外,在图12中,对于与前述的实施方式相同的结构,标注相同的标号。
如图12所示,在原子振荡器10C中,光学系统单元30具有的减光滤光器301C的几何学中心O301与光轴a不一致,而是相对于光轴a偏移。另外,减光滤光器301C与第1实施方式的减光滤光器301同样,是平板状部件,相对于以光轴a为法线的面倾斜。此外,减光滤光器301C的侧面3015(外周面)位于光LL的光束L1的外侧。换句话说,减光滤光器301C的窗部56A侧的面3011的缘3012和减光滤光器301C的与窗部56A相反的一侧的面3013的缘3014分别位于比光LL的光束L1靠外侧的位置。
这里,如图12所示,在发光元件3与作为“光学元件”的减光滤光器301C之间设有窗部56A。并且,减光滤光器301C的窗部56A侧的面3011相对于以光LL的光轴a为法线的面倾斜,减光滤光器301C的中心O301相对于光LL的光轴a偏移。由此,与窗部56A同样,即使不过度地增大减光滤光器301C的大小(面3011的平面面积),也能够使减光滤光器301C的侧面3015位于光LL的光束L1的外侧。因此,能够在减少减光滤光器301C的大型化的同时有效地减少从减光滤光器301C出去的光LL的光量的降低。其结果是,能够在减少原子振荡器10C的大型化的同时,通过增大到达原子室201的光LL的光量,发挥利用光LL而得到的优异振荡特性。
这样,当配置在光LL具有辐射角的范围内的“光学元件”相对于光轴a倾斜时,使“光学元件”的几何学中心相对于光轴a错开是有效的。因此,当窗部56A、减光滤光器301C以外的“光学元件”相对于光轴a倾斜地配置在这样的范围内时,将该“光学元件”的几何学中心配置在相对于光轴a偏移的位置上是有效的。
此外,即使在光LL通过透镜302之后的区域、光LL再次具有辐射角的情况下(例如平行光通过透镜后具有辐射角的情况下),优选的是,将具有该辐射角的光LL所通过的“光学元件”的几何学中心也配置在相对于光轴a偏移的位置上。
利用以上说明的具备图12所示的减光滤光器301C的原子振荡器10C,也能够在减少大型化的同时减少返回光对发光元件3产生的影响,因此,能够实现利用高质量的光LL的特性良好的原子振荡器10C。
2.电子设备
可以将以上说明的发光元件模块1、1A、1B和原子振荡器10、10C组装到各种电子设备中。以下,对本发明的电子设备进行说明。
图13是示出将本发明的原子振荡器用于利用GPS卫星的定位系统时的概要结构的图。
图13所示的定位系统1100由GPS卫星1200、基站装置1300和GPS接收装置1400构成。
GPS卫星1200发送定位信息(GPS信号)。
基站装置1300例如具备:接收装置1302,其经由设置于电子基准点(GPS连续观测站)的天线1301,高精度地接收来自GPS卫星1200的定位信息;以及发送装置1304,其经由天线1303发送由该接收装置1302接收到的定位信息。
这里,接收装置1302是具备前述的本发明的原子振荡器10(发光元件模块1)作为其基准频率振荡源的电子设备。此外,由发送装置1304实时地发送接收装置1302接收到的定位信息。
GPS接收装置1400具备:卫星接收部1402,其经由天线1401接收来自GPS卫星1200的定位信息;以及基站接收部1404,其经由天线1403接收来自基站装置1300的定位信息。
以上的定位系统1100具备的“电子设备”即接收装置1302具备前述的发光元件模块1(或发光元件模块1A、1B)。由此,能够在减少大型化的同时减少返回光对发光元件3产生的影响。因此,能够实现利用来自发光元件3的光LL的特性良好的接收装置1302。
另外,具备本发明的发光元件模块的电子设备不限于前述的电子设备,例如还可以应用于智能手机、平板电脑终端、钟表、移动电话、数字静态照相机、喷墨式喷出装置(例如喷墨打印机)、个人计算机(移动型个人计算机、膝上型个人计算机)、电视机、摄像机、录像机、汽车导航装置、寻呼器、电子记事本(也包含带通信功能的)、电子词典、计算器、电子游戏设备、文字处理器、工作站、电视电话、防盗用电视监视器、电子双筒望远镜、POS终端、医疗设备(例如电子体温计、血压计、血糖计、心电图计测装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测器、各种测量设备、计量仪器类(例如车辆、飞机、船舶的计量仪器类)、飞行模拟器、地面数字广播、移动电话基站等。
3.移动体
图14是示出本发明的移动体的一例的图。
在该图中,移动体1500构成为具有车体1501和4个车轮1502,利用设置于车体1501的未图示的动力源(发动机)使车轮1502旋转。这样的移动体1500中内置有原子振荡器10(发光元件模块1)。
以上那样的移动体1500具备前述的发光元件模块1(或发光元件模块1A、1B)。由此,能够在减少大型化的同时减少返回光对发光元件3产生的影响。因此,能够实现利用来自发光元件3的光LL的特性良好的移动体1500。
以上,根据图示的实施方式,对本发明的发光元件模块、原子振荡器、电子设备及移动体进行了说明,但本发明不限于此。
此外,本发明的各部的结构可置换为发挥与前述的实施方式相同的功能的任意结构,此外,还可以附加任意结构。
此外,在前述的实施方式中,对将本发明应用于利用由波长不同的两种光产生的量子干涉效应使铯等进行共振跃迁的原子振荡器的情况进行了说明,但本发明不限于此,还可以应用于利用由光和微波产生的双共振现象使铷等进行共振跃迁的原子振荡器。
此外,在前述的实施方式中,以将本发明的发光元件模块用于原子振荡器的情况为例进行了说明,但并不限于此,还可以用于使用发光元件的所有器件。例如,本发明的发光元件模块还可以应用于磁性传感器、量子存储器等。
Claims (12)
1.一种发光元件模块,其包含:
底座,其具有凹部;
发光元件,其容纳于所述凹部中,射出光;以及
盖,其覆盖所述凹部的开口,与所述底座接合,
所述盖具有:
突出部,其具有供所述光通过的孔,朝所述底座的相反侧突出;和
窗部,其堵住所述孔,并且透过所述光,
所述窗部的所述发光元件侧的面相对于以所述光的光轴为法线的面倾斜。
2.根据权利要求1所述的发光元件模块,其中,
所述窗部的所述发光元件侧的面相对于以所述光的光轴为法线的面的倾斜角度为5°以上且45°以下。
3.根据权利要求1或2所述的发光元件模块,其中,
所述盖包含:
第1部分,其支承所述突出部;和
第2部分,其与所述底座接合,厚度比所述第1部分薄。
4.根据权利要求3所述的发光元件模块,其中,
从沿所述光的光轴的方向观察时,所述突出部的外周面包含沿着所述第1部分的外形的平坦的平坦部。
5.根据权利要求3所述的发光元件模块,其中,
在所述突出部的所述孔的内壁面具有阶梯部,该阶梯部相对于以所述光的光轴为法线的面倾斜,支承所述窗部。
6.根据权利要求1或2所述的发光元件模块,其中,
在设所述光在沿所述孔的所述底座侧的开口的面上的峰值强度的1/e2强度处的宽度为W[mm]时,所述孔的所述底座侧的开口的宽度L[mm]处于W<L<20×W的范围内,e为自然对数的底。
7.根据权利要求1或2所述的发光元件模块,其中,
所述窗部的中心相对于所述光的光轴偏移。
8.根据权利要求7所述的发光元件模块,其中,
所述窗部的侧面位于比所述光的光束靠外侧的位置。
9.一种原子振荡器,其中,
所述原子振荡器包含权利要求1或2所述的发光元件模块。
10.根据权利要求9所述的原子振荡器,其中,
所述原子振荡器具备使来自所述发光元件的所述光通过的光学元件和保持所述光学元件的保持件,
所述保持件具有可贯插该所述发光元件模块所具备的所述突出部的贯通孔。
11.根据权利要求10所述的原子振荡器,其中,
所述窗部配置在所述发光元件与所述光学元件之间,
所述光学元件的所述窗部侧的面相对于以所述光的光轴为法线的面倾斜,
所述光学元件的中心相对于所述光的光轴偏移。
12.一种电子设备,其包含权利要求1或2所述的发光元件模块。
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