JP2012023179A5 - - Google Patents

Description

このような構成の原子発振器１において、半導体レーザー１１０が発生させる第１光Ｌ１の第１側帯波Ｗ１と第２側帯波Ｗ２の周波数差がガスセル１３０に含まれるアルカリ金属原子の２つの基底準位のエネルギー差に相当する周波数と正確に一致しなければ、アルカリ金属原子がＥＩＴ現象を起こさないため、第１側帯波Ｗ１と第２側帯波Ｗ２の周波数に応じて光検出器１４０の検出量は極めて敏感に変化する。そのため、半導体レーザー１１０、波長選択素子１２０、ガスセル１３０、光検出器１４０、および変調回路１６０を通るフィードバックループにより、第１側帯波Ｗ１と第２側帯波Ｗ２との周波数差がアルカリ金属原子の２つの基底準位のエネルギー差に相当する周波数と極めて正確に一致するようにフィードバック制御がかかる。その結果、変調周波数は極めて安定した周波数になるので、変調信号を原子発振器１の出力信号（クロック出力）とすることができる。

ここでは、波長選択素子１２０がエタロンである場合について説明したが、波長選択素子１２０は、光ファイバーのコアに長手方向に周期的な屈折率変化を与えたファイバーグレーティングであってもよい。ファイバーグレーティングは、光ファイバーを用いているため、変形が容易であり、設計の自由度を向上できる。

半導体レーザー１１０として端面発光型レーザーを用いることで、半導体レーザー１１０の各層１１２，１１４，１１６の積層方向に対して垂直にレーザー光を出射することができる。したがって、各層１１２，１１４，１１６の膜厚の制御によって、半導体レーザー１１０と波長選択素子１２０との間のアライメントができる。さらに、例えば、同じ基体１７０上に形成された波長選択素子１２０にレーザー光を入射させるためのプリズム等の光学素子が不要となる。したがって、半導体レーザー１１０と波長選択素子１２０との間のアライメント精度を向上させることができる。

Claims (9)

1. 原子発振器の光学モジュールであって、
   基本波と、前記基本波の側帯波と、を含む第１光を発生させる光源と、
   前記第１光の前記側帯波を透過させ、かつ、前記基本波の強度を減少させて、第２光を射出する波長選択手段と、
   アルカリ金属ガスを封入し、前記第２光が照射されるガスセルと、
   前記ガスセルを透過した前記第２光の強度を検出する光検出手段と、
   を含む、光学モジュール。
2. 請求項１において、
   前記波長選択手段は、エタロンである、光学モジュール。
3. 請求項２において、
   前記エタロンは、
   前記第１光を反射させ、互いに対向する第１ミラーおよび第２ミラーと、
   前記第１ミラーと前記第２ミラーとの間に配置された基板と、
   を有し、
   前記基板の材質は、化合物半導体である、光学モジュール。
4. 請求項３において、
   さらに、基体を含み、
   前記基体の材質は、化合物半導体であり、
   前記光源は、半導体レーザーであり、
   前記エタロンおよび前記光源は、基体に形成されている、光学モジュール。
5. 請求項４において、
   前記エタロンの前記基板は、前記基体側から順に形成された第１層、第２層、および第３層を有し、
   前記第１層の屈折率および前記第３層の屈折率は、前記第２層の屈折率より小さく、
   前記第２層は、前記第１光を伝播させる、光学モジュール。
6. 請求項４または５において、
   前記光源は、端面発光型レーザーである、光学モジュール。
7. 請求項１ないし５のいずれか１項において、
   前記光源は、面発光型レーザーである、光学モジュール。
8. 請求項１において、
   前記波長選択手段は、ファイバーグレーティングである、光学モジュール。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光学モジュールを含む、原子発振器。