CN111756374B - 原子振荡器以及频率信号生成系统 - Google Patents
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Abstract
提供原子振荡器以及频率信号生成系统，使频率稳定性高。原子振荡器包含：原子室，其收纳有碱金属原子，具有第1部分和与第1部分不同位置的第2部分；发光元件，其将激发碱金属原子的光朝向原子室射出；第1温度检测元件，其对第1部分的温度进行检测；第1温度控制元件，其根据第1温度检测元件的检测结果对第1部分的温度进行控制；第2温度检测元件，其配置于具有第1部分与所述第2部分之间的热阻以上的热阻的部分，对该部分的温度进行检测；第2温度控制元件，其根据第2温度检测元件的检测结果或者第1温度控制元件进行的温度控制的信息，将第2部分的温度控制为比第1部分的温度高的温度；以及受光元件，其接受透过原子室的光。
Description
技术领域
本发明涉及原子振荡器以及频率信号生成系统。
背景技术
公知有基于铷、铯等碱金属原子的能量跃迁而进行振荡的原子振荡器。例如，专利文献1所记载的光频率基准单元装置使用于原子振荡器，具有：室，其封入有碱金属原子，并具有第1室部和第2室部；对第1室部的温度进行检测的第1测温元件；根据第1测温元件的检测结果对第1室部的温度进行控制的第1温度控制元件；对第2室部的温度进行检测的第2测温元件；以及根据第2测温元件的检测结果对第2室部的温度进行控制的第2温度控制元件。利用第1温度控制元件和第2温度控制元件将第2室部的温度设定为比第1室部的温度低10℃～15℃。由此，能够对室内的金属蒸气压进行控制。
专利文献1：日本特开平10-281883号公报
但是，在专利文献1所记载的光频率基准单元装置中，向第1温度控制元件反馈第1测温元件的检测结果，向第2温度控制元件反馈第2测温元件的检测结果，因此各个温度控制相互干涉，控制不收敛，有可能使室的温度不稳定。其结果为，有可能使原子振荡器的频率稳定性降低。
发明内容
本发明就是为了解决上述课题而完成的，能够实现以下的应用例。
本应用例所涉及的原子振荡器包含：
原子室，其收纳有碱金属原子，并具有第1部分和与所述第1部分不同位置的第2部分；
发光元件，其将激发所述碱金属原子的光朝向所述原子室射出；
第1温度检测元件，其对所述第1部分的温度进行检测；
第1温度控制元件，其根据所述第1温度检测元件的检测结果，对所述第1部分的温度进行控制；
第2温度检测元件，其配置于具有所述第1部分与所述第2部分之间的热阻以上的热阻的部分，对所述部分的温度进行检测；
第2温度控制元件，其根据所述第2温度检测元件的检测结果或者所述第1温度控制元件进行的温度控制的信息，将所述第2部分的温度控制为比所述第1部分的温度高的温度；以及
受光元件，其接受透过所述原子室的光。
本应用例所涉及的原子振荡器包含：
原子室，其收纳有碱金属原子，并具有第1部分和与所述第1部分不同位置的第2部分；
发光元件，其将激发所述碱金属原子的光朝向所述原子室射出；
第1温度检测元件，其对所述第1部分的温度进行检测；
第1温度控制元件，其根据所述第1温度检测元件的检测结果，对所述第1部分的温度进行控制；
第2温度控制元件，其以恒定的输出值将所述第2部分控制为比所述第1部分的温度高的温度；以及
受光元件，其接受透过所述原子室的光。
本应用例所涉及的频率信号生成系统具有：
原子振荡器；以及
处理部，其对来自所述原子振荡器的频率信号进行处理，
所述原子振荡器包含：
原子室，其收纳有碱金属原子，并具有第1部分和与所述第1部分不同位置的第2部分；
发光元件，其将激发所述碱金属原子的光朝向所述原子室射出；
第1温度检测元件，其对所述第1部分的温度进行检测；
第1温度控制元件，其根据所述第1温度检测元件的检测结果，对所述第1部分的温度进行控制；
第2温度检测元件，其配置于具有所述第1部分与所述第2部分之间的热阻以上的热阻的部分，对所述部分的温度进行检测；
第2温度控制元件，其根据所述第2温度检测元件的检测结果或者所述第1温度控制元件进行的温度控制的信息，将所述第2部分的温度控制为比所述第1部分的温度高的温度；以及
受光元件，其接受透过所述原子室的光。
本应用例所涉及的频率信号生成系统具有：
原子振荡器；以及
处理部，其对来自所述原子振荡器的频率信号进行处理，
所述原子振荡器包含：
原子室，其收纳有碱金属原子，并具有第1部分和与所述第1部分不同位置的第2部分；
发光元件，其将激发所述碱金属原子的光朝向所述原子室射出；
第1温度检测元件，其对所述第1部分的温度进行检测；
第1温度控制元件，其根据所述第1温度检测元件的检测结果，对所述第1部分的温度进行控制；
第2温度控制元件，其以恒定的输出值将所述第2部分控制为比所述第1部分的温度高的温度；以及
受光元件，其接受透过所述原子室的光。
附图说明
图1是示出第1实施方式的原子振荡器的概略图。
图2是第1实施方式的原子振荡器的侧面剖视图，即沿XZ平面的剖视图。
图3是第1实施方式的原子振荡器的俯视图，即沿XZ平面的剖视图。
图4是第1实施方式的原子振荡器所具有的原子室单元的沿XY平面的剖视图。
图5是第1实施方式的原子振荡器所具有的原子室单元的沿XZ平面的剖视图。
图6是第1实施方式的原子振荡器所具有的原子室单元的沿XY平面的示意性的剖视图，是示出热连接和电连接的概略结构图。
图7是示出图1所示的温度控制电路进行的控制动作的流程图。
图8是第2实施方式的原子振荡器所具有的原子室单元的沿XY平面的示意性的剖视图，是示出热连接和电连接的概略结构图。
图9是第3实施方式的原子振荡器所具有的原子室单元的沿XY平面的示意性的剖视图，是示出热连接和电连接的概略结构图。
图10是第4实施方式的原子振荡器所具有的原子室单元的沿XY平面的示意性的剖视图，是示出热连接和电连接的概略结构图。
图11是示出利用GPS(Global Positioning System：全球定位系统)卫星的定位系统即频率信号生成系统的一例的概略结构的图。
标号说明
1：原子振荡器；10：发光元件模块；101：帕尔帖元件；102：发光元件；103：温度传感器；104：封装；20：原子室单元；201：原子室；201A：第1部分；201B：第2部分；201a：主体部；201b：窗部；201c：窗部；202：受光元件；203：加热器；204：温度传感器；205：线圈；206：保持部件；206a：块；206b：块；206c：开口部；206d：开口部；207：第1屏蔽件；207a：开口部；207b：部分；208：第2屏蔽件；208a：开口部；209：间隔件；210：传热部件；211：螺栓；212：温度控制元件；213：温度传感器；30：光学系统单元；301：减光滤波器；302：会聚透镜；303：1/4波长板；304：保持架；305：贯通孔；40：支承部件；401：设置面；402：台阶部；403：设置面；404：台阶部；50：控制电路；501：温度控制电路；502：光源控制电路；503：磁场控制电路；504：温度控制电路；505：电路基板；5051：贯通孔；506a：连接器；506b：连接器；508a：柔性布线基板；508b：柔性布线基板；509：引导销；510：布线；512：存储部；60：封装；1100：定位系统；1200：GPS卫星；1300：基站装置；1301：天线；1302：接收装置；1302a：处理部；1303：天线；1304：发送装置；1400：GPS接收装置；1401：天线；1402：卫星接收部；1403：天线；1404：基站接收部；LL：光；S：内部空间；S1：空间；S2：空间；Tx：温度；a：光轴。
具体实施方式
以下，根据附图所示的实施方式，对本发明的原子振荡器和频率信号生成系统进行详细说明。
图1是示出第1实施方式的原子振荡器的概略图。
图1所示的原子振荡器1是利用如下量子干涉效应的原子振荡器：在对碱金属原子同时照射特定的不同波长的2个共振光时，产生该2个共振光不被碱金属原子吸收而透过的现象。该现象也被称为电磁感应透明现象(EIT：Electromagnetically InducedTransparency)等。
如图1所示，该原子振荡器1具有：发光元件模块10；原子室单元20；光学系统单元30，其设置于发光元件模块10与原子室单元20之间；以及控制电路50，其对发光元件模块10和原子室单元20的作动进行控制。下面，首先，对原子振荡器1的概略进行说明。
发光元件模块10具有帕尔帖元件101、发光元件102以及温度传感器103。发光元件102射出包含频率不同的2种光的直线偏振的光LL。另外，温度传感器103对发光元件102的温度进行检测。另外，帕尔帖元件101对发光元件102的温度进行调节，即对发光元件102进行加温或冷却。
光学系统单元30具有减光滤波器301、会聚透镜302以及1/4波长板303，它们沿光LL的光轴a排列。减光滤波器301使来自所述的发光元件102的光LL的强度减弱。另外，会聚透镜302例如以使光LL接近平行光的方式调整光LL的放射角度。另外，1/4波长板303使光LL所包含的频率不同的2种光从直线偏振转换为圆偏振，即转换为右圆偏振或左圆偏振。
原子室单元20具有原子室201、受光元件202、作为第2温度控制元件的加热器203、温度传感器204、线圈205、作为第1温度控制元件的温度控制元件212以及作为第1温度检测元件的温度传感器213。
原子室201具有针对光LL的透过性，在原子室201内封入有碱金属原子。碱金属原子具有由相互不同的2个基态能级以及激发能级构成的3能级系统的能量能级。来自发光元件102的光LL经由减光滤波器301、会聚透镜302以及1/4波长板303向原子室201入射。而且，受光元件202接受透过原子室201后的光LL，输出与该受光元件202的受光强度对应的信号。
加热器203是第2温度控制元件，对原子室201内的碱金属原子进行加热，使该碱金属原子的至少一部分成为期望浓度的气体状态。线圈205向原子室201内的碱金属原子施加规定方向的磁场，使该碱金属原子的能量能级塞曼分裂。这样，在使碱金属原子的能量能级塞曼分裂的状态下，在向碱金属原子照射所述那样的圆偏振的共振光时，能够使碱金属原子塞曼分裂出的多个能级中的期望的能量能级的碱金属原子的数量比其他能量能级的碱金属原子的数量相对多。因此，发现期望的EIT现象的原子数量增大，期望的EIT信号变大，即随着EIT现象，在受光元件202的输出信号中出现的信号变大，其结果为，能够提高原子振荡器1的振荡特性，尤其是能够提高短期频率稳定度。
控制电路50具有温度控制电路501、光源控制电路502、磁场控制电路503、温度控制电路504以及存储部512。在本实施方式中，温度控制电路501根据温度传感器213的检测结果，以使原子室201内成为期望的温度的方式控制向温度控制元件212和加热器203的通电。另外，磁场控制电路503以使线圈205所产生的磁场恒定的方式控制向线圈205的通电。另外，温度控制电路504根据温度传感器103的检测结果，以使发光元件102的温度成为期望的温度的方式控制向帕尔帖元件101的通电。这些控制电路可以使用例如像CPU(CentralProcessing Unit：中央处理单元)这样的处理器。即，可以是通过使处理器执行存储于存储部512的程序来执行像后述那样的控制动作。
光源控制电路502根据受光元件202的检测结果，以产生EIT现象的方式对来自发光元件102的光LL所包含的2种光的频率进行控制。这里，当这2种光成为频率差与原子室201内的碱金属原子的2个基态能级之间的能量差相当的共振光对时，产生EIT现象。另外，光源控制电路502具有以与所述的2种光的频率的控制同步并稳定化的方式对振荡频率进行控制的未图示的电压控制型振荡器(VCO：Voltage controlled Oscillator)，将该电压控制型振荡器的输出信号作为原子振荡器1的输出信号即时钟信号来进行输出。
以上，对原子振荡器1的概略进行了说明。以下，根据图2至图6对原子振荡器1的更具体的结构进行说明。
图2是第1实施方式的原子振荡器的侧面剖视图，即沿XZ平面的剖视图。图3是第1实施方式的原子振荡器的俯视图，即沿XZ平面的剖视图。图4是第1实施方式的原子振荡器所具有的原子室单元的沿XY平面的剖视图。图5是第1实施方式的原子振荡器所具有的原子室单元的沿XZ平面的剖视图。图6是第1实施方式的原子振荡器所具有的原子室单元的沿XY平面的示意性的剖视图，是示出热连接和电连接的概略结构图。图7是示出图1所示的温度控制电路进行的控制操作的流程图。
以下，为了便于说明，使用作为相互垂直的3个轴的X轴、Y轴以及Z轴来进行说明。另外，在本说明书中，Z轴是与后述的支承部件40的设置面401和设置面403垂直的轴。X轴是沿从发光元件模块10射出的光LL的轴。换言之，X轴是沿发光元件模块10和原子室单元20的排列方向的轴。Y轴是与X轴和Z轴垂直的轴。
如图2所示，原子振荡器1具有：发光元件模块10；原子室单元20；光学系统单元30，其对发光元件模块10进行保持；支承部件40，其一并支承原子室单元20和光学系统单元30；控制电路50，其与发光元件模块10和原子室单元20电连接；以及封装60，其收纳上述部件。
(发光元件模块)
发光元件模块10具有帕尔帖元件101、发光元件102、温度传感器103以及收纳它们的封装104。
虽然没有图示，但封装104具有相互接合的基座和盖，在基座和盖之间形成有收纳帕尔帖元件101、发光元件102以及温度传感器103的气密空间。像这样的封装104内优选为减压(真空)状态。由此，降低封装104的外部的温度变化对封装104内的发光元件102和温度传感器103等带来影响，能够减少封装104内的发光元件102和温度传感器103等的温度变动。另外，封装104内也可以不为减压状态，另外，也可以封入氮、氦、氩等惰性气体。
这里，基座例如由绝缘性的陶瓷材料构成。另外，在基座的内表面设置有与帕尔帖元件101、发光元件102以及温度传感器103电连接的多个连接电极，这些连接电极分别经由贯通基座的贯通电极，与设置于基座的外表面的外部安装电极电连接。另一方面，盖例如由线膨胀系数接近陶瓷的可伐合金那样的金属材料构成。而且，盖例如通过缝焊等与基座接合。另外，盖设置有供来自发光元件102的光LL透过的孔，该孔被玻璃材料等的光透过性的板状的部件气密地封闭。虽然没有图示，但利用粘接剂，在这样的封装104的基座的内表面固定有帕尔帖元件101。
帕尔帖元件101能够根据提供的电流的朝向来切换发光元件102侧成为发热侧的状态和发光元件102侧成为吸热侧的状态。因此，即使环境温度的范围较大，也能够将发光元件102等调节为期望的温度即目标温度。由此，能够进一步减少温度变化导致的不良影响，例如光LL的波长变动等。这里，根据发光元件102的特性来确定发光元件102的目标温度，但不特别限定于此，例如是30℃以上且40℃以下的程度。在这样的帕尔帖元件101上设置有发光元件102和温度传感器103。
发光元件102例如是垂直腔面发射激光器、即VCSEL等半导体激光。半导体激光通过将高频信号重叠于直流偏置电流，即进行调制，能够射出波长不同的2种光。在本实施方式中，从发光元件102射出的光进行直线偏振。另外，温度传感器103例如是热敏电阻、热电偶等温度检测元件。
(光学系统单元)
如图2所示，光学系统单元30具有减光滤波器301、会聚透镜302、1/4波长板303以及对它们进行保持的保持架304。这里，保持架304具有两端开口的贯通孔305。该贯通孔305是光LL的通过区域，在贯通孔305内，减光滤波器301、会聚透镜302以及1/4波长板303按照该顺序沿光LL的光轴a排列配置。如图3所示，减光滤波器301、会聚透镜302以及1/4波长板303分别通过未图示的粘接剂等相对于保持架304固定。像这样的保持架304例如由铝等金属材料构成，具有散热性。
如前所述，减光滤波器301具有使来自所述的发光元件102的光LL的强度减弱的功能。作为减光滤波器301，没有特别限定，也可以是吸收型或反射型中的任一方。另外，会聚透镜302具有例如以使光LL接近平行光的方式调整光LL的放射角度的功能。由此，在原子室201内，光LL的功率密度在行进方向上的变化降低，能够抑制EIT信号的线宽度变大。其结果为，能够提高原子振荡器1的振荡特性，尤其是能够提高短期频率稳定度。另外，1/4波长板303具有使光LL所包含的频率不同的2种光从直线偏振转换为圆偏振即右圆偏振或左圆偏振的功能。由此，通过与来自线圈205的磁场的相互作用，能够增大EIT信号的强度。
另外，光学系统单元30能够根据来自发光元件102的光LL的强度等而省略减光滤波器301。另外，光学系统单元30也可以具有除了减光滤波器301、会聚透镜302以及1/4波长板303以外的光学元件。另外，减光滤波器301、会聚透镜302以及1/4波长板303的配置顺序不限定于图示的顺序，是任意的。另外，减光滤波器301、会聚透镜302以及1/4波长板303的各自的姿态是任意的。
(原子室单元)
如上所述，原子室单元20具有原子室201、受光元件202、加热器203以及线圈205。另外，除此以外，如图4所示，原子室单元20具有：保持部件206，其对原子室201进行保持；传热部件210，其固定于保持部件206；第1屏蔽件207，其收纳有原子室201、受光元件202、线圈205、保持部件206以及传热部件210；第2屏蔽件208，其收纳第1屏蔽件207；多个间隔件209，它们配置于第1屏蔽件207与第2屏蔽件208之间；温度控制元件212；以及温度传感器213。
在原子室201内封入有气体状的铷、铯、钠等碱金属。另外，在原子室201内，根据需要，也可以与碱金属气体一同封入氩、氖等稀有气体、氮等惰性气体来作为缓冲气体。
原子室201具有：主体部201a，其具有2个柱状的贯通孔；以及1对窗部201b、201c，它们与该主体部201a接合，通过这些部件，形成气密封闭的内部空间S。
在本实施方式中，内部空间S具有：空间S1，其供光LL通过；以及空间S2，其与空间S1连通，收纳未图示的固体或液体的碱金属。这里，向空间S1入射的光LL透过一个窗部201b，从空间S1射出的光LL透过另一个窗部201c。另外，内部空间S不限定于像上述那样的具有空间S1、S2的方式，例如也可以采用省略空间S2的方式。
作为各窗部201b、201c的构成材料，只要相对于光LL具有透过性即可，例如举出玻璃材料、石英等。另外，作为主体部201a的构成材料，没有特别限定，举出金属材料、玻璃材料、硅材料、石英等，但从加工性和各窗部201b、201c的接合的观点出发，优选使用玻璃材料、硅材料。另外，根据这些构成材料来确定主体部201a与各窗部201b、201c的接合方法，但没有特别限定，例如能够使用直接接合法、阳极接合法、熔融接合法以及光胶接合法等。
对于这样的原子室201而言，被后述的块206b覆盖并被冷却的部分是第1部分201A，被后述的块206a覆盖并被加热的部分是第2部分201B。另外，第1部分201A与第2部分201B也可以不具有明确的边界。
如图4所示，保持部件206由2个块206a、206b构成，该2个块206a、206b以避开光LL的通过区域且覆盖原子室201的外表面的方式设置。这里，2个块206a、206b各自的热传导率为10W·m-1·K-1以上，并且由不会妨碍从线圈205到原子室201的磁场的材料例如铝等非磁性的金属材料构成。另外，在保持部件206设置有供向原子室201入射的光LL通过的开口部206c和供从原子室201射出的光LL通过的开口部206d。另外，以下，有时将10W·m-1·K-1以上的情况表示为“热传导性优异”、“热传导性良好”等。
块206a与原子室201的外表面的靠空间S1侧的部分即第2部分201B热连接。具体而言，块206a与原子室201的外表面的靠空间S1侧的部分接触，或者经由热传导性优异的例如金属等的部件连接。而且，块206a经由第1屏蔽件207与加热器203热连接。由此，来自加热器203的热能够对原子室201(更具体而言为空间S1)进行加热。另外，通过如上所述使块206a介于原子室201与加热器203之间，使原子室201与加热器203之间的距离较大，能够抑制由于向加热器203的通电所产生的不需要的磁场对原子室201内的碱金属原子带来不良影响。另外，相比于使加热器与原子室201接触的结构，还具有能够减少加热器的数量的优点。
另一方面，块206b与原子室201的外表面的靠空间S2侧的部分即第1部分201A热连接。具体而言，块206b与原子室201的外表面的靠空间S2侧的部分接触，或者经由热传导性优异的例如金属等的部件连接。而且，块206b相对于块206a分离。因此，相比于块206a，来自加热器203的热不容易传递至块206b。
另外，原子室201的构成材料的热传导率较低，基本能够无视第1部分201A与第2部分201B之间的热传递。而且，由于块206a和块206b分离，因此相比于块206a与块206b连续的情况，第1部分201A与温度控制元件212之间的热路径和第2部分201B与加热器203之间的热路径的热传递减轻，即，可以说该2个热路径相互分离。
这样的块206a和块206b使原子室201成为具有温度不同的2个部分的状态。即，被块206b覆盖的第1部分201A被冷却而温度较低，被块206a覆盖的第2部分201B被加热而温度比第1部分201A高。因此，在空间S1中，碱金属原子作为气体而存在，在空间S2中，成为碱金属原子作为液体或固体而附着于原子室201的内壁的状态。
另外，块206a、206b的形状只要能够允许光LL通过空间S1并且能够使来自加热器203的热传递至空间S1即可，则不限定于图示的形状。另外，保持部件206只要在块206a、206b之间具有热阻相对大的部分即可，可以一体化，也可以使块206a、206b分别由多个部件构成。
在这样的保持部件206的外周配置有线圈205，该线圈205以使中心轴沿光LL的光轴a的方式卷绕。线圈205是螺线管型的线圈，或者是亥姆霍兹型的1对线圈。该线圈205在原子室201内产生沿光LL的光轴a的方向即平行方向的磁场。由此，通过塞曼分裂使原子室201内的碱金属原子的简并不同的能量能级间的间隙扩大，提高分辨率，从而能够减小EIT信号的线宽度。另外，线圈205所产生的磁场可以是直流磁场和交流磁场中的任意磁场，也可以是使直流磁场与交流磁场重叠而成的磁场。
另外，在保持部件206的开口部206d内配置有受光元件202。作为受光元件202，只要能够对透过原子室201内的光LL即共振光对的强度进行检测，则没有特别限定，例如，举出光电二极管等作为受光元件的光检测器。作为温度传感器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，举出热敏电阻、热电偶等公知的各种温度传感器。
这里，受光元件202和温度传感器204配置于后述的柔性布线基板508b上。该柔性布线基板508b具有与受光元件202和温度传感器204电连接的布线510，通过被夹在保持部件206与传热部件210之间，从而相对于保持部件206固定。由此，能够将受光元件202和温度传感器204相对于原子室201定位。
传热部件210具有热传导性，与保持部件206和柔性布线基板508b热连接。而且，传热部件210也经由保持部件206与加热器203热连接。由此，传热部件210能够将来自保持部件206的热传递至柔性布线基板508b和受光元件202。在本实施方式中，如图4和图5所示，传热部件210呈板状，沿YZ平面配置，通过使用螺栓211的螺纹紧固相对于保持部件206的块206a固定。
另外，如图4和图5所示，传热部件210设置为尽可能封闭保持部件206的开口部206d。由此，传热部件210能够与保持部件206一体地传导热。另外，在从光轴a方向观察时，传热部件210与受光元件202和温度传感器204重叠。由此，来自传热部件210的热容易传导至受光元件202和温度传感器204。
作为这样的传热部件210的构成材料，举出热传导性优异并且不妨碍从线圈205到原子室201的磁场的材料，例如铜、铝等非磁性的金属材料、碳纤维增强塑料(CFRP：carbonfiber reinforced plastic)、添加了二氧化硅等热传导性的填充物的树脂材料等。
传热部件210的构成材料的热传导率优选为10W·m-1·K-1以上，更优选为20W·m-1·K-1以上，尤其优选为100W·m-1·K-1以上。由此，能够利用传热部件210更好地对布线510的受光元件202附近的部分进行加热。与此相对，如果使该热传导率过小，则示出容易在传热部件210产生温度梯度的倾向。
如图4所示，上述那样的原子室201、受光元件202、温度传感器204、线圈205、保持部件206以及传热部件210被收纳于作为屏蔽件的第1屏蔽件207。第1屏蔽件207经由保持部件206对原子室201进行支承，由此经由保持部件206与原子室201热连接。另外，在第1屏蔽件207设置有允许向原子室201的空间S1入射的光LL通过的开口部207a。另外，第1屏蔽件207具有在与上述的传热部件210分离的状态下对置的部分207b。另外，第1屏蔽件207也可以与传热部件210接触。
这里，作为第1屏蔽件207的构成材料，优选使用热传导性优异并且具有磁屏蔽性的材料，具体而言，优选使用铁、可伐合金、坡莫合金、不锈钢等铁系合金等。通过使第1屏蔽件207具有优异的热传导性，能够使来自加热器203的热高效地向保持部件206传导。另外，能够实现第1屏蔽件207的温度分布的均匀化，从而能够降低原子室201周边的温度梯度。此外，通过使第1屏蔽件207具有磁屏蔽性，能够降低由于外部磁场使第1屏蔽件207内(尤其是原子室201内)的磁场变动。
如图4所示，这样的第1屏蔽件207被收纳于第2屏蔽件208。第2屏蔽件208经由多个间隔件209对第1屏蔽件207进行支承，由此，与第1屏蔽件207分离。由此，在第1屏蔽件207与第2屏蔽件208之间形成有间隙，该间隙作为绝热层而发挥功能，因此能够减少热在第1屏蔽件207与第2屏蔽件208之间的移动。这里，各间隔件209优选由具有绝热性的材料例如聚酰亚胺类树脂、丙烯酸类树脂等树脂材料构成。由此，能够减少热经由间隔件209在第1屏蔽件207与第2屏蔽件208之间移动。另外，在第2屏蔽件208设置有允许向原子室201的空间S1入射的光LL通过的开口部208a。
这里，作为第2屏蔽件208的构成材料，与上述的第1屏蔽件207相同，优选使用热传导性优异并且具有磁屏蔽性的材料，具体而言，优选使用铁、可伐合金、坡莫合金、不锈钢等铁系合金等。由此，能够减少由于外部磁场使第2屏蔽件208内尤其是原子室201内的磁场变动。
另外，在第2屏蔽件208设置有与第1屏蔽件207热连接的加热器203。在图示的结构中，加热器203以与第1屏蔽件207接触的方式埋设于第2屏蔽件208。作为该加热器203，只要能够对原子室201更具体而言为原子室201内的碱金属原子进行加热，则没有特别限定，例如，举出具有发热电阻的各种加热器、帕尔帖元件等。
另外，在第2屏蔽件208的+Z侧的外表面上设置有温度控制元件212。该温度控制元件212具有进行冷却以及加热来对原子室201的温度进行控制的功能，例如能够由帕尔帖元件等构成。温度控制元件212经由第2屏蔽件208的+Z轴侧的壁部以及间隔件209与原子室201热连接。
另外，如图4所示，在第1屏蔽件207的内侧，温度传感器213设置于块206b的附近。该温度传感器213对第1部分201A的温度进行检测。而且，根据该检测结果，温度控制电路501对温度控制元件212的作动进行控制。作为温度传感器213，只要能够检测块206b的温度，则没有特别限定，例如，举出热敏电阻、热电偶等公知的各种温度传感器。
(支承部件)
这里，返回图2，支承部件40呈板状，在该支承部件40的一个面上载置有所述的原子室单元20和光学系统单元30。该支承部件40具有沿着光学系统单元30的保持架304的下表面的形状的设置面401。在该设置面401形成有台阶部402。该台阶部402与保持架304的下表面的台阶部卡合，限制保持架304向原子室单元20侧即向图2中右侧的移动。同样，支承部件40具有沿着原子室单元20的第2屏蔽件208的下表面的形状的设置面403。在该设置面403形成有台阶部404。该台阶部404与第2屏蔽件208的端面即图2中左侧的端面卡合，限制第2屏蔽件208向光学系统单元30侧即向图2中左侧的移动。
这样，能够利用支承部件40来限定原子室单元20和光学系统单元30的相对位置关系。而且，发光元件模块10相对于保持架304固定，因此还能限定发光元件模块10相对于原子室单元20和光学系统单元30的相对位置关系。这里，第2屏蔽件208和保持架304分别通过未图示的螺栓等固定部件相对于支承部件40固定。另外，支承部件40通过未图示的螺栓等固定部件相对于封装60固定。另外，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10的散热。
(控制电路)
如图3所示，控制电路50具有：电路基板505；2个连接器506a、506b，它们设置在电路基板505上；柔性布线基板508a，其使连接器506a与发光元件模块10连接；柔性布线基板508b，其使连接器506b与原子室单元20连接；以及多个引导销509，它们贯通电路基板505。
这里，在电路基板505设置有未图示的电路，该电路作为所述的温度控制电路501、光源控制电路502、磁场控制电路503以及温度控制电路504而发挥功能。另外，电路基板505具有供所述的支承部件40贯穿插入的贯通孔5051。另外，电路基板505经由多个引导销509被支承于封装60。多个引导销509分别贯通封装60内外并与电路基板505电连接。
另外，使电路基板505与发光元件模块10电连接的结构和使电路基板505与原子室单元20电连接的结构不限定于图示的连接器506a、506b和柔性布线基板508a、508b，也可以分别采用其他公知的连接器和布线。
另外，在电路基板505设置有存储部512。存储部512例如存储有后述的标准曲线和各种程序。
与所述的第1屏蔽件207和第2屏蔽件208相同，优选为，封装60由可伐合金等具有磁屏蔽性的金属材料构成。由此，能够减小外部磁场对原子振荡器1的特性带来的不良影响。另外，封装60内可以被减压，也可以是大气压，但优选为是气密空间。
此外，如前所述，在原子室201的第1部分201A内即空间S2收纳有液体或固体的碱金属原子，在原子室201的第2部分201B内即空间S1收纳有气体的碱金属原子。尽可能将光LL所通过的空间S1的气体的蒸气压保持为恒定，从而能够提高原子振荡器1的频率稳定性。
另外，相比于第2部分201B，原子室201的第1部分201A容易受到原子振荡器1的外部环境的温度的影响。如图4所示，这是因为，块206b与块206a之间的热阻较大，从而使加热器203的热不容易传递至第1部分201A。考虑如下情况：局部对原子室201进行冷却而使碱金属原子的剩余部分成为液体或固体，选择性地在光LL不通过的部分收纳上述剩余部分，从而构成这样的结构。
原子室201局部成为低温，使碱金属原子的剩余部分成为液体或固体，选择性地在光LL不通过的部分进行收纳，因此像这样的构造是有效的。但是，如果外部环境的温度变化使原子室201的第1部分201A的温度变动，则液体或固体的碱金属原子的量有可能变动。通过该变动，使空间S1内的碱金属原子的气体的量也发生变动，其结果为，有可能使空间S1内的蒸气压变化。
另一方面，以往，在加热的部分和冷却的部分分别设置温度检测元件和温度控制元件，当在2个部位进行向温度控制元件反馈温度检测元件的检测结果这样的控制时，原子室的尺寸越小，越容易产生反馈控制互相干涉的现象。因此，使原子室的温度不稳定，气体的蒸气压发生变动，使原子振荡器的频率稳定性恶化。
在原子振荡器1中，采用对解决上述课题有效的结构。以下，参照图6对此进行说明，在图6中，细箭头是指电连接，粗的空白箭头是指热连接。如图6所示，在本实施方式的原子振荡器1中，采用如下结构：向温度控制电路501发送对第1部分201A的温度进行检测的温度传感器213的检测结果，温度控制电路501根据该检测结果，对温度控制元件212和加热器203的动作进行控制。即，温度控制电路501根据1个温度传感器213所检测出的温度较低的第1部分201A的温度，对第1部分201A的温度和第2部分201B的温度双方进行调整。由此，能够防止上述的2个反馈控制的干涉。由此，能够提高原子振荡器1的频率稳定性。
尤其是，原子室201呈一个边的长度为1mm以上且15mm以下的长度程度的六面体，比较小，因此基于1个温度传感器213所检测出的温度的控制是有效的。另外，采用根据第1部分201A的温度来对原子室201的温度进行调整的结构，因此相比于采用根据第2部分201B的温度来对原子室201的温度进行调整的结构，能够更直接地对第1部分201A的饱和蒸气压进行调整。因此，能够更高精度地对空间S1的气体的蒸气压进行调整。
接下来，使用图7所示的流程图，对温度控制电路501的控制动作进行说明。另外，以下，从驱动原子振荡器1的状态即使温度控制元件212和加热器203进行动作的状态开始进行说明。另外，当温度控制元件212和加热器203从初始状态开始进行动作时，以使原子室201到达目标温度的方式以规定的通电条件进行动作。该通电条件预先存储于存储部512。
首先，在步骤S101中，温度传感器213对温度进行检测。
接下来，判断该检测出的温度Tx是否在期望的温度范围即T1以上且T2以下的范围内。即，在步骤S102中，判断是否是T1≤Tx，在步骤S103中，判断是否是Tx≤T2。另外，T1和T2是预先存储于存储部512的值。另外，也可以为，代替步骤S102和步骤S103，判断温度Tx是否为规定温度，在不是规定温度的情况下进行使温度接近规定温度的控制。
在步骤S102中判断为T1≤Tx的情况下，进入“是”，转移至步骤S103。在步骤S102中判断为并非T1≤Tx、即为T1＞Tx的情况下，进入“否”，在步骤S104中进行提高原子室201的第1部分201A的温度这样的控制。具体而言，以变更温度控制元件212的通电条件和向加热器203的通电条件的方式，变更针对温度控制元件212和加热器203的控制信号并向温度控制元件212和加热器203输入。
根据示出作为检测结果的温度Tx与温度控制元件212的控制信号的关系的标准曲线K1，来决定针对温度控制元件212的控制信号，并向温度控制元件212输入。另一方面，根据示出作为检测结果的温度Tx与作为第2温度控制元件的加热器203的控制信号的关系的标准曲线K2来决定针对加热器203的控制信号，并向加热器203输入。由此，即使外部环境的温度发生变化，也能够维持原子室201的期望的温度分布。即，能够将第1部分201A和第2部分201B分别维持在期望的温度。此时，在本实施方式中，利用1个控制电路即温度控制电路501对温度控制元件212和加热器203进行控制，因此能够防止以往那样的反馈控制的干涉。
另外，上述标准曲线K1、K2是预先存储于存储部512的表格或关系式等，上述标准曲线K1、K2例如能够采用在实验中求出的值。
另一方面，在步骤S103中，在判断为Tx≤T2的情况下，转移至后述的步骤S106。在步骤S103中，在判断为并非Tx≤T2、即为Tx＞T2的情况下，在步骤S105中进行使原子室201的第1部分201A的温度降低的控制。具体而言，以变更温度控制元件212的通电条件和加热器203的通电条件的方式，变更针对温度控制元件212和加热器203的控制信号，并向温度控制元件212和加热器203输入。
与步骤S104相同，根据标准曲线K1来决定针对温度控制元件212的控制信号，并向温度控制元件212输入。与步骤S104相同，根据标准曲线K2来决定加热器203的控制信号，并向加热器203输入。由此，即使外部环境的温度上升，也能够维持原子室201的期望的温度分布。即，能够将第1部分201A和第2部分201B分别维持为期望的温度。在本步骤中，与步骤S104相同，以1个控制电路即温度控制电路501对温度控制元件212和加热器203进行控制，因此能够防止以往那样的反馈控制的干涉。
而且，在步骤S106中，判断是否存在结束指示。例如，根据未图示的电源是否切断来进行该判断。在步骤S106中，在判断为没有结束指示的情况下，返回步骤S101，依次重复进行以下的步骤。
像以上说明的那样，原子振荡器1包含：原子室201，其收纳有碱金属原子，并具有第1部分201A和与第1部分201A不同位置的第2部分201B；发光元件102，其将激发碱金属原子的光LL朝向原子室201射出；温度传感器213，其是对第1部分201A的温度进行检测的第1温度检测元件；温度控制元件212，其是根据温度传感器213的检测结果，对第1部分201A的温度进行控制的第1温度控制元件；第2温度检测元件，其配置于具有第1部分201A与第2部分201B之间的热阻以上的热阻的部分，对该部分的温度进行检测；加热器203，其是第2温度控制元件，根据第2温度检测元件的检测结果或温度控制元件212进行的温度控制的信息，即，在本实施方式中为第2温度检测元件的检测结果，将第2部分201B的温度控制为比第1部分201A的温度高的温度；以及受光元件202，其接受透过原子室201后的光LL。而且，在本实施方式中，第2温度控制元件是作为第1温度控制元件的温度控制元件212。即，第1温度控制元件212兼作第2温度控制元件。由此，1个温度控制电路501根据温度较低的第1部分201A的温度，对第1部分201A的温度和第2部分201B的温度双方进行调整。由此，能够防止以往有可能产生的2个反馈控制的干涉。由此，能够提高原子振荡器1的频率稳定性。
另外，如上所述，第1部分201A与第2部分201B热分离。即，第1部分201A与温度控制元件212之间的热路径和第2部分201B与加热器203之间的热路径被块206a和块206b分离，通过分别对这样热分离的2个部位进行控制，能够更正确地进行彼此的温度控制。
另外，在温度控制电路501是模拟电路的情况下，通过使用特性与标准曲线K1、K2对应的电路元件，能够实现上述的控制动作。另外，图7所示的各步骤不需要是该顺序，可以交换至少一部分步骤的顺序，也可以同时进行。
＜第2实施方式＞
图8是第2实施方式的原子振荡器所具有的原子室单元的沿XY平面的示意性的剖视图，是示出热连接和电连接的概略结构图。
除了控制部的控制动作不同以外，本实施方式与所述的第1实施方式相同。另外，在以下的说明中，针对本实施方式，以与所述的第1实施方式的不同点为中心进行说明，省略对相同事项的说明。
如图8所示，在本实施方式中，采用如下结构：根据温度控制电路501向温度控制元件212发送的通电条件的控制信号，来决定温度控制电路501向加热器203发送的通电条件的控制信号。具体而言，根据示出向温度控制元件212发送的通电条件与向加热器203发送的通电条件的关系的标准曲线K3决定出的控制信号向加热器203发送。该标准曲线K3是预先存储于存储部512的表格或关系式等，它们例如能够采用在实验中求出的值。在本实施方式中，在所述第1实施方式所叙述的步骤S104和步骤S105中进行这样的控制。
这样，在本实施方式中，根据示出作为第1温度控制元件的温度控制元件212进行的温度控制的信息与作为第2温度控制元件的加热器203的控制信号的关系的标准曲线决定出的控制信号向作为第2温度控制元件的温度控制元件212输入。换言之，在决定温度控制元件212的通电条件时，也决定了加热器203的通电条件。由此，能够通过简单的控制得到与所述第1实施方式相同的效果。
＜第3实施方式＞
图9是第3实施方式的原子振荡器所具有的原子室单元的沿XY平面的示意性的剖视图，是示出热连接和电连接的概略结构图。
除了控制部的控制动作不同以外，本实施方式与所述的第1实施方式相同。另外，在以下的说明中，针对本实施方式，以与所述的第1实施方式的不同点为中心进行说明，省略对相同事项的说明。
如图9所示，在本实施方式中，原子振荡器1具有配置于第1屏蔽件207的外侧的作为第2温度检测元件的温度传感器204。该温度传感器204能够采用与温度传感器213相同的结构。另外，向温度控制电路501发送温度传感器204的检测结果。
另外，温度传感器204配置于第1屏蔽件207的外侧，能够说是配置于具有第1部分201A与第2部分201B之间的热阻以上的热阻的部分。另外，温度传感器204所检测的温度不是第1屏蔽件207的外侧而是第2部分201B的附近，另外，由于加热器203与第1屏蔽件207相接，因此能够将该检测结果视为第2部分201B的温度。这样，作为第1温度检测元件的温度传感器213配置于第1屏蔽件207的内侧，作为第2温度检测元件的温度传感器204配置于第1屏蔽件207的外侧。由此，能够成为使各温度传感器213、204充分热分离的状态，从而能够降低以往有可能产生的2个反馈控制的干涉。
而且，在本实施方式中，在所述第1实施方式所叙述的步骤S104和步骤S105中进行如下控制。
温度控制电路501根据温度传感器213的检测结果，根据示出这些关系的标准曲线K4来决定向温度控制元件212发送的通电条件，而向温度控制元件212发送控制信号。此外，温度控制电路501根据温度传感器204的检测结果，并根据示出这些关系的标准曲线K5来决定向加热器203发送的通电条件，并向加热器203发送控制信号。该标准曲线K4、K5是预先存储于存储部512的表格或关系式等，例如能够采用在实验中求出的值。
这里，如上所述，温度传感器204配置于具有第1部分201A与第2部分201B之间的热阻以上的热阻的部分，因此，相比于温度传感器204与例如第2部分201B直接连接的情况，温度传感器204所检测的部分的温度不容易受到第1部分201A的温度变化的影响。因此，能够降低以往有可能产生的2个反馈控制的干涉。由此，能够提高原子振荡器1的频率稳定性。
＜第4实施方式＞
图10是第4实施方式的原子振荡器所具有的原子室单元的沿XY平面的示意性的剖视图，是示出热连接和电连接的概略结构图。
除了控制部的控制动作不同以外，本实施方式与所述的第1实施方式相同。另外，在以下的说明中，针对本实施方式，以与所述的第1实施方式的不同点为中心进行说明，省略对相同事项的说明。
如图10所示，在本实施方式中，温度控制电路501仅向温度控制元件212发送通电条件的控制信号。另一方面，加热器203以恒定的通电条件进行动作。即，加热器203采用以恒定的输出值进行加热的结构，负责辅助性的加热。在本实施方式中，在所述第1实施方式所叙述的步骤S104和步骤S105中进行如下控制。温度控制电路501根据温度传感器213的检测结果，并根据示出这些关系的标准曲线K6来决定向温度控制元件212发送的通电条件，并向温度控制元件212发送控制信号。该标准曲线K6是预先存储于存储部512的表格或关系式等，例如能够采用在实验中求出的值。另外，加热器203在向该温度控制元件212的反馈控制的期间也以恒定的通电条件持续进行动作。
这样，在本实施方式中，原子振荡器1包含：原子室201，其收纳有碱金属原子，并具有第1部分201A和与第1部分201A不同位置的第2部分201B；发光元件102，其将激发碱金属原子的光LL朝向原子室201射出；温度传感器213，其是对第1部分201A的温度进行检测的第1温度检测元件；作为第1温度控制元件的温度控制元件212，其根据温度传感器213的检测结果，对第1部分201A的温度进行控制；作为第2温度控制元件的加热器203，其以恒定的输出值将第2部分201B控制为比第1部分201A的温度高的温度；以及受光元件202，其接受透过原子室201后的光LL。由此，1个温度控制电路501根据温度较低的第1部分201A的温度，来对第1部分201A的温度进行调整。另外，加热器203采用以恒定的输出值对原子室201进行加热的结构，因此考虑该加热器203的加热地对第1部分201A的温度进行调整，从而能够将第1部分201A和第2部分201B分别维持为期望的温度。此外，在本实施方式中，利用1个控制电路即温度控制电路501对温度控制元件212进行控制，因此能够防止以往那样的反馈控制的干涉。由此，能够提高原子振荡器1的频率稳定性。
另外，针对加热器203的初始的输出值的决定，可以采用预先决定的值，也可以根据温度传感器204的检测结果来决定，也可以根据温度传感器213的检测结果来决定。另外，在本实施方式中，采用不对加热器203进行反馈控制的结构，但温度控制电路501可以进行初始的输出值的决定及输出，也可以由未图示的其它控制电路进行初始的输出值的决定及输出。
＜原子振荡器应用例＞
以上说明的那样的原子振荡器1能够组装到各种频率信号生成系统中。以下，对这样的频率信号生成系统的实施方式进行说明。
图11是示出利用GPS(Global Positioning System：全球定位系统)卫星的定位系统即频率信号生成系统的一例的概略结构的图。
图11所示的定位系统1100由基站装置1300和GPS接收装置1400构成。这里，能够将搭载了原子振荡器1的电子设备称为频率信号生成系统，也能够将由包含搭载了原子振荡器1的电子设备在内的多个电子设备构成的各种系统称为频率信号生成系统。
GPS卫星1200发送包含定位用信息在内的卫星信号(GPS信号)。
基站装置1300具有：接收装置1302，其经由例如设置于作为电子基准点的GPS连续观测站的天线1301来接收来自GPS卫星1200的卫星信号；以及发送装置1304，其经由天线1303发送接收装置1302从接收到的卫星信号取得的定位信息。
这里，接收装置1302具有：原子振荡器1，其是该接收装置1302的基准频率振荡源；以及处理部1302a，其对来自原子振荡器1的频率信号进行处理。另外，由接收装置1302接收到的定位信息通过发送装置1304实时地发送。
这样，作为频率信号生成系统的接收装置1302包含原子振荡器1。根据这样的接收装置1302，通过降低原子振荡器1的原子室201周边的温度梯度，能够提高接收装置1302的特性。另外，通过包含上述的接收装置1302，能够提高作为频率信号生成系统的其他一例的定位系统1100的特性。
GPS接收装置1400具有：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。
像以上那样，作为频率信号生成系统的一例的定位系统1100的接收装置1302具有原子振荡器1和对来自原子振荡器1的频率信号进行处理的处理部1302a。
另外，原子振荡器1包含：原子室201，其收纳有碱金属原子，并具有第1部分201A和与第1部分201A不同位置的第2部分201B；发光元件102，其将激发碱金属原子的光LL朝向原子室201射出；温度传感器213，其是对第1部分201A的温度进行检测的第1温度检测元件；温度控制元件212，其是根据温度传感器213的检测结果对第1部分201A的温度进行控制的第1温度控制元件；第2温度检测元件，其配置于具有第1部分201A与第2部分201B之间的热阻以上的热阻的部分，对该部分的温度进行检测；加热器203，其是第2温度控制元件，根据第2温度检测元件的检测结果或温度控制元件212进行的温度控制的信息即本实施方式中的第2温度检测元件的检测结果，将第2部分201B的温度控制为比第1部分201A的温度高的温度；以及受光元件202，其接受透过原子室201的光LL。
另外，如第4实施方式所述，原子振荡器1能够采用如下结构，包含：原子室201，其收纳有碱金属原子，并具有第1部分201A和与第1部分201A不同位置的第2部分201B；发光元件102，其将激发碱金属原子的光LL朝向原子室201射出；温度传感器213，其是对第1部分201A的温度进行检测的第1温度检测元件；作为第1温度控制元件的温度控制元件212，其根据温度传感器213的检测结果对第1部分201A的温度进行控制；作为第2温度控制元件的加热器203，其以恒定的输出值将第2部分201B控制为比第1部分201A的温度高的温度；以及受光元件202，其接受透过原子室201的光LL。
根据这样的发明，产生所述的原子振荡器1的优点，能够提高定位系统1100和接收装置1302的特性。
另外，频率信号生成系统不限定于所述的结构，只要采用包含原子振荡器1和对来自原子振荡器1的频率信号进行处理的处理部的系统即可。例如，能够应用于智能手机、平板终端、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、笔记本电脑)、电视、摄像机、磁带录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子记事本(也包含附带通信功能)、电子词典、计算器、电子游戏设备、文字处理器、工作台、可视电话、防盗用电视监视器、电子双筒望远镜、POS(Point of Sales：销售点)终端、医疗设备(例如，电子体温计、血压计、血糖仪、心电图计测装置、超音波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测器、各种测量设备、仪表类(例如，车辆、航空器、船舶的仪器类)、飞行模拟器、地面数字广播、移动电话基站等。另外，由多个电子设备等构成的频率信号生成系统只要是对来自原子振荡器1的信号进行处理而生成信号的系统即可，不限定于所述的结构，例如也可以是时钟传送系统等。
以上，参照图示的实施方式对本发明的原子振荡器和频率信号生成系统进行了说明，但本发明不限定于此，能够将构成原子振荡器和频率信号生成系统的各部分置换为能够发挥同样功能的任意结构。另外，也可以附加任意的构成物。
另外，在所述的实施方式中，以将本发明应用于利用量子干涉效应的原子振荡器的情况为例进行了说明，但本发明不限定于此，也能够应用于利用双重共振现象的原子振荡器，在该情况下，作为光源，不限定于半导体激光器，例如能够使用发光二极管和封入有碱金属的灯等。
Claims (7)
1.一种原子振荡器，其包含：
原子室，其收纳有碱金属原子，具有第1部分和与所述第1部分不同位置的第2部分；
发光元件，其将激发所述碱金属原子的光朝向所述原子室射出；
第1温度检测元件，其对所述第1部分的温度进行检测；
第1温度控制元件，其根据所述第1温度检测元件的检测结果，对所述第1部分的温度进行控制；
第2温度检测元件，其配置于具有所述第1部分与所述第2部分之间的热阻以上的热阻的部分，对所述部分的温度进行检测；
第2温度控制元件，其根据所述第2温度检测元件的检测结果或者所述第1温度控制元件进行的温度控制的信息，将所述第2部分的温度控制为比所述第1部分的温度高的温度；
受光元件，其接受透过所述原子室的光；以及
屏蔽件，其具有磁屏蔽性并收纳所述原子室，
所述第1温度检测元件配置于所述屏蔽件的内侧，所述第2温度检测元件配置于所述屏蔽件的外侧。
2.根据权利要求1所述的原子振荡器，其中，
根据示出所述检测结果与所述第2温度控制元件的控制信号的关系的标准曲线决定出的控制信号被输入到所述第2温度控制元件。
3.根据权利要求1所述的原子振荡器，其中，
根据示出所述第1温度控制元件进行的温度控制的信息与所述第2温度控制元件的控制信号的关系的标准曲线决定出的控制信号被输入到所述第2温度控制元件。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的原子振荡器，其中，
所述第2温度控制元件是所述第1温度控制元件。
5.一种原子振荡器，其包含：
原子室，其收纳有碱金属原子，具有第1部分和与所述第1部分不同位置的第2部分；
发光元件，其将激发所述碱金属原子的光朝向所述原子室射出；
第1温度检测元件，其对所述第1部分的温度进行检测；
第1温度控制元件，其根据所述第1温度检测元件的检测结果，对所述第1部分的温度进行控制；
第2温度控制元件，其以恒定的输出值将所述第2部分控制为比所述第1部分的温度高的温度；
受光元件，其接受透过所述原子室的光；以及
屏蔽件，其具有磁屏蔽性并收纳所述原子室，
所述第1温度检测元件配置于所述屏蔽件的内侧，所述第2温度检测元件配置于所述屏蔽件的外侧。
6.一种频率信号生成系统，其具有：
原子振荡器；以及
处理部，其对来自所述原子振荡器的频率信号进行处理，
所述原子振荡器包含：
原子室，其收纳有碱金属原子，具有第1部分和与所述第1部分不同位置的第2部分；
发光元件，其将激发所述碱金属原子的光朝向所述原子室射出；
第1温度检测元件，其对所述第1部分的温度进行检测；
第1温度控制元件，其根据所述第1温度检测元件的检测结果，对所述第1部分的温度进行控制；
第2温度检测元件，其配置于具有所述第1部分与所述第2部分之间的热阻以上的热阻的部分，对所述部分的温度进行检测；
第2温度控制元件，其根据所述第2温度检测元件的检测结果或者所述第1温度控制元件进行的温度控制的信息，将所述第2部分的温度控制为比所述第1部分的温度高的温度；
受光元件，其接受透过所述原子室的光；以及
屏蔽件，其具有磁屏蔽性并收纳所述原子室，
所述第1温度检测元件配置于所述屏蔽件的内侧，所述第2温度检测元件配置于所述屏蔽件的外侧。
7.一种频率信号生成系统，其具有：
原子振荡器；以及
处理部，其对来自所述原子振荡器的频率信号进行处理，
所述原子振荡器包含：
原子室，其收纳有碱金属原子，具有第1部分和与所述第1部分不同位置的第2部分；
发光元件，其将激发所述碱金属原子的光朝向所述原子室射出；
第1温度检测元件，其对所述第1部分的温度进行检测；
第1温度控制元件，其根据所述第1温度检测元件的检测结果，对所述第1部分的温度进行控制；
第2温度控制元件，其以恒定的输出值将所述第2部分控制为比所述第1部分的温度高的温度；
受光元件，其接受透过所述原子室的光；以及
屏蔽件，其具有磁屏蔽性并收纳所述原子室，
所述第1温度检测元件配置于所述屏蔽件的内侧，所述第2温度检测元件配置于所述屏蔽件的外侧。
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