JP2017183869A - 量子干渉装置、原子発振器、電子機器および移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】特性を優れたものとしつつ、小型化および低消費電力化を図ることができる量子干渉装置を提供すること、また、この量子干渉装置を備える原子発振器、電子機器および移動体を提供すること。
【解決手段】アルカリ金属原子が封入されている原子セルと、前記アルカリ金属原子を励起する光を出射する光源と、前記原子セルを透過した前記光を検出する光検出部と、前記原子セルに対して前記光源側と前記光検出部側とに跨って設けられ、前記原子セルよりも熱伝導率が大きい材料を用いて構成されている熱伝導部材と、前記熱伝導部材に対して離間して設けられ、前記熱伝導部材よりも熱伝導率が小さい材料を用いて構成され、前記原子セル、前記光源、前記光検出部および前記熱伝導部材を一括して支持している支持部材と、を備えることを特徴とする量子干渉装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、量子干渉装置、原子発振器、電子機器および移動体に関するものである。

長期的に高精度な発振特性を有する発振器として、ルビジウム、セシウム等のアルカリ金属の原子のエネルギー遷移に基づいて発振する原子発振器が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、量子干渉効果を利用した原子発振器は、二重共鳴現象を利用した原子発振器よりも容易に小型化できることから、近年、様々な機器への搭載が期待されている。

例えば、特許文献１に記載の原子発振器は、光源、光検出器デバイスおよび蒸気セル（原子セル）を一体化したチップスケールデバイスと、このチップスケールデバイスを懸架するための懸架装置と、を備える。このように、光源、光検出器デバイスおよび蒸気セルを一体化することで、原子発振器の小型化および低消費電力化を図ることができる。

特許第４９７２５５０号明細書

特許文献１に記載の原子発振器では、チップスケールデバイスから懸架装置への熱の逃げに起因して、蒸気セルの光源側の面と光検出器デバイス側の面との温度差や、光源の温度変動が生じてしまい、その結果、特性を低下させてしまうという問題がある。

本発明の目的は、特性を優れたものとしつつ、小型化および低消費電力化を図ることができる量子干渉装置を提供すること、また、この量子干渉装置を備える原子発振器、電子機器および移動体を提供することにある。

上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の量子干渉装置は、アルカリ金属原子が封入されている原子セルと、
前記アルカリ金属原子を励起する光を出射する光源と、
前記原子セルを透過した前記光を検出する光検出部と、
前記原子セルに対して前記光源側と前記光検出部側とに跨って設けられ、前記原子セルよりも熱伝導率が大きい材料を用いて構成されている熱伝導部材と、
前記熱伝導部材に対して離間して設けられ、前記熱伝導部材よりも熱伝導率が小さい材料を用いて構成され、前記原子セル、前記光源、前記光検出部および前記熱伝導部材を一括して支持している支持部材と、を備えることを特徴とする。

このような量子干渉装置によれば、原子セルよりも熱伝導率が大きい材料を用いて構成されている熱伝導部材が原子セルに対して光源側と光検出部側とに跨って設けられているため、原子セルを加熱するヒーターの数や配置によらず、特に、ヒーターの数が１つであっても、原子セルの光源側の面と光検出部側の面との温度差を低減したり、光源の温度を高精度に制御したりすることができる。そのため、量子干渉装置の特性を優れたものとすることができる。

また、熱伝導部材よりも熱伝導率が小さい材料を用いて構成されている支持部材が原子セル、光源、光検出部および熱伝導部材を一括して支持しているため、量子干渉装置の小型化を図るとともに、原子セル、光源、光検出部および熱伝導部材からの熱の逃げを低減して、量子干渉装置の低消費電力化を図ることができる。

しかも、支持部材が熱伝導部材に対して離間しているため、熱伝導部材から支持部材への熱の逃げを効果的に低減することができる。そのため、前述した熱伝導部材による量子干渉装置の特性を優れたものとする効果、および、前述した支持部材による量子干渉装置の低消費電力化を図る効果のそれぞれを好適に発揮させることができる。

本発明の量子干渉装置では、前記支持部材は、前記原子セルに対して前記光源側で前記原子セルまたは前記光源を支持している第１支持部と、前記原子セルに対して前記光検出部側で前記原子セルまたは前記光検出部を支持している第２支持部と、を有することが好ましい。
これにより、原子セル、光源および光検出部を安定的に支持することができる。

本発明の量子干渉装置では、前記原子セル、前記光源、前記光検出部および前記熱伝導部材とともに前記支持部材に一括して支持され、前記熱伝導部材を介して前記光源および前記原子セルを加熱するヒーターを備えることが好ましい。

これにより、ヒーターからの熱を用いて原子セルおよび光源を高精度に温度調節することができる。

本発明の量子干渉装置では、前記ヒーターは、前記原子セルに対して前記光検出部側に配置されていることが好ましい。

これにより、ヒーターのための配線を光検出部のための配線と同じ側に引き回すことができる。また、このように、ヒーターと光源との間の距離が大きくなる場合においても、ヒーターからの熱を熱伝導部材により効率的に光源に伝達することができる。

本発明の量子干渉装置では、前記ヒーターは、前記原子セルに対して前記光源側に配置されていることが好ましい。

これにより、ヒーターのための配線を光源のための配線と同じ側に引き回すことができる。また、ヒーターと光源との間の距離を小さくし、光源をより高精度に温度制御することができる。その結果、光源の温度変動に伴う光の波長変動を効果的に低減することができる。

本発明の量子干渉装置では、前記ヒーターと前記光源との間の距離は、前記ヒーターと前記原子セルとの間の距離よりも小さいことが好ましい。

これにより、ヒーターを原子セルよりも光源に近づけることができる。そのため、光源をさらに高精度に温度制御することができる。

本発明の量子干渉装置では、前記ヒーターと前記光源との間の距離は、前記ヒーターと前記原子セルとの間の距離よりも大きいことが好ましい。

これにより、原子セルおよび光源を含む構造体の中央付近にヒーターを配置することができる。そのため、原子セルの光源側の面と光検出部側の面と光源との間の温度分布を容易に均一化することができる。

本発明の量子干渉装置では、前記ヒーターまたは前記光源に接続されている配線を備え、
前記熱伝導部材は、前記ヒーターまたは前記光源を収納している空間の外側に配置されており、
前記配線は、前記第１支持部から前記熱伝導部材に対して離間して前記空間内へ延びて前記ヒーターまたは前記光源に接続されている部分を有することが好ましい。

これにより、ヒーターまたは光源のための配線からの輻射を低減することができる。その結果、量子干渉装置の低消費電力化を効果的に図ることができる。

本発明の量子干渉装置では、前記原子セル、前記光源、前記光出射部、前記ヒーター、前記熱伝導部材および前記支持部材を内包している空間を構成するパッケージを備え、
前記熱伝導部材は、前記パッケージから離間していることが好ましい。

これにより、原子セル、光源、光出射部およびヒーターから熱伝導部材を介してパッケージへ熱が伝達することを低減することができる。

本発明の原子発振器は、本発明の量子干渉装置を備えることを特徴とする。
このような原子発振器によれば、特性を優れたものとしつつ、低消費電力化を図ることができる。

本発明の電子機器は、本発明の量子干渉装置を備えることを特徴とする。
このような電子機器によれば、量子干渉装置の特性を優れたものとしつつ、低消費電力化を図ることができる。

本発明の移動体は、本発明の量子干渉装置を備えることを特徴とする。
このような移動体によれば、量子干渉装置の特性を優れたものとしつつ、低消費電力化を図ることができる。

本発明の第１実施形態に係る原子発振器を示す概略構成図である。 図１に示す原子発振器が備えるパッケージ部の概略構成を示す断面図である。 図２に示すパッケージ部が備える原子セルユニットおよび支持部材の一部断面側面図である。 図２に示すパッケージ部が備える原子セルユニットおよび支持部材の平面図（上面図）である。 本発明の第２実施形態に係る原子発振器が備えるパッケージ部の概略構成を示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る原子発振器が備えるパッケージ部の概略構成を示す断面図である。 本発明の第４実施形態に係る原子発振器が備えるパッケージ部の概略構成を示す断面図である。 ＧＰＳ衛星を利用した測位システムに本発明の原子発振器を用いた場合の概略構成を示す図である。 本発明の原子発振器を備える移動体（自動車）の構成を示す斜視図である。

以下、本発明の量子干渉装置、原子発振器、電子機器および移動体を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

１．原子発振器
まず、本発明の原子発振器（本発明の量子干渉装置を備える原子発振器）について説明する。なお、以下では、本発明の量子干渉装置を原子発振器に適用した例を説明するが、本発明の量子干渉装置は、これに限定されず、原子発振器の他、例えば、磁気センサー、量子メモリー等にも適用可能である。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る原子発振器を示す概略構成図である。

図１に示す原子発振器１は、アルカリ金属原子に対して特定の異なる波長の２つの共鳴光を同時に照射したときに当該２つの共鳴光がアルカリ金属原子に吸収されずに透過する現象が生じる量子干渉効果（ＣＰＴ：Coherent Population Trapping）を利用した原子発振器である。なお、この量子干渉効果による現象は、電磁誘起透明化（ＥＩＴ：Electromagnetically Induced Transparency）現象とも言う。

この原子発振器１は、図１に示すように、量子干渉効果を生じさせるパッケージ部１０と、パッケージ部１０を制御する制御部５と、を有する。ここで、パッケージ部１０は、原子セル２１と、光源２２と、光学系２３と、光検出部２４と、ヒーター２５と、温度センサー２６と、コイル２７と、を有する。また、制御部５は、光源制御部５１と、温度制御部５２と、磁場制御部５３と、を有する。まず、以下、原子発振器１の概略を説明する。

この原子発振器１では、光源２２が光ＬＬを光軸ａに沿って光学系２３を介して原子セル２１に照射し、原子セル２１を透過した光ＬＬを光検出部２４が検出する。

原子セル２１は光透過性を有し、原子セル２１内には、アルカリ金属（アルカリ金属原子）が封入されている。アルカリ金属は、互いに異なる２つの基底準位と励起準位とからなる３準位系のエネルギー準位を有する。また、原子セル２１内のアルカリ金属は、ヒーター２５により加熱され、少なくとも一部がガス状態となっている。また、原子セル２１内のアルカリ金属は、コイル２７から所望の方向の磁場が印加され、ゼーマン分裂している。

光源２２から出射された光ＬＬは、周波数の異なる２種の光を含んでいる。これら２種の光は、周波数差が原子セル２１内のアルカリ金属の２つの基底準位間のエネルギー差に相当する周波数に一致する共鳴光対となったとき、ＥＩＴ現象を生じさせる。

光源制御部５１は、光検出部２４の検出結果に基づいて、ＥＩＴ現象を生じさせるように、前述した光源２２から出射される光Ｌに含まれる２種の光の周波数を制御する。また、光源制御部５１は、光検出部２４の検出結果に応じて発振周波数が制御される電圧制御型水晶発振器（図示せず）を備えている。そして、この電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）の出力信号は、原子発振器１のクロック信号として出力される。

また、温度制御部５２は、原子セル２１の温度を検出する温度センサー２６の検出結果に基づいて、原子セル２１内が所望の温度となるように、ヒーター２５への通電を制御する。また、磁場制御部５３は、コイル２７が発生する磁場が一定となるように、コイル２７への通電を制御する。

このような制御部５は、例えば、パッケージ部１０が実装される基板上に実装されたＩＣチップに設けられている。なお、制御部５がパッケージ部１０に設けられていてもよい。

以上、原子発振器１の概略を説明した。以下、原子発振器１が備えるパッケージ部１０について詳述する。

図２は、図１に示す原子発振器が備えるパッケージ部の概略構成を示す断面図である。図３は、図２に示すパッケージ部が備える原子セルユニットおよび支持部材の一部断面側面図である。図４は、図２に示すパッケージ部が備える原子セルユニットおよび支持部材の平面図（上面図）である。なお、各図では、説明の便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が矢印で図示されており、各矢印の先端側を「＋」、基端側を「−」とする。また、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ］軸方向、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」と言う。また、図２中の上側（＋Ｚ軸方向側）を「上」、下側（−Ｚ軸方向側）を「下」と言う。

図２に示すように、原子発振器１が備えるパッケージ部１０は、前述したような量子干渉効果を生じさせる原子セルユニット２と、原子セルユニット２を収納するパッケージ３と、パッケージ３内に収納され、原子セルユニット２をパッケージ３に対して支持する支持部材４と、を備えている。なお、パッケージ３の外側には、必要に応じて、磁気シールドが設けられていてもよい。以下、パッケージ部１０の各部を順次説明する。

〈原子セルユニット〉
原子セルユニット２は、原子セル２１と、光源２２と、光学系２３と、光検出部２４と、ヒーター２５と、スペーサー２８と、１対の熱伝導部材２９と、を含み、これらがユニット化されている。なお、図２では、図１に示す温度センサー２６およびコイル２７の図示を省略しているが、温度センサー２６は、例えば、サーミスタ、熱電対等であり、光源２２近傍またはヒーター２５近傍に設けられている。また、コイル２７は、原子セルユニット２に設けられていてもよいし、原子セルユニット２の外部に設けられていてもよく、原子セルユニット２の外部に設ける場合、パッケージ３の内部であっても外部であってもよい。

［スペーサー］
スペーサー２８は、上側に開放した箱状をなしている。このスペーサー２８は、板状の基部２８１と、基部２８１の外周部に立設されている枠部２８２と、を有し、枠部２８２の内側には、空間Ｓ２が形成されている。なお、基部２８１および枠部２８２は、一体で構成されていてもよい。

基部２８１および枠部２８２は、それぞれ、熱伝導性に優れた材料で構成されている。具体的には、基部２８１および枠部２８２の構成材料としては、それぞれ、特に限定されないが、例えば、セラミックス材料、金属材料等が挙げられ、これらのうちの１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。また、基部２８１および枠部２８２の構成材料としては、それぞれ、コイル２７からの磁場を阻害しないよう、非磁性の材料を用いることが好ましい。

基部２８１は、その中央部に厚さ方向に貫通する孔２８１１を有する。そして、基部２８１の下面には、孔２８１１の開口を塞ぐようにして光源２２が設けられている。ここで、光源２２は、光源２２が有する発光面が基部２８１側を向いており、光源２２から出射された光ＬＬは、孔２８１１を通って空間Ｓ２内に入射する。また、枠部２８２の上端部には、光学系２３を介して原子セル２１が接続されている。これにより、光源２２からの光ＬＬは、光学系２３を介して原子セル２１に入射する。

このようなスペーサー２８は、光源２２を支持するとともに、光源２２と原子セル２１との間の距離を規定する機能を有する。また、スペーサー２８は、１対の熱伝導部材２９と光源２２との間で熱を伝達する機能を有する。このようなスペーサー２８は、１対の熱伝導部材２９の一部を構成しているとも言える。

［光源］
光源２２は、原子セル２１中のアルカリ金属原子を励起し得る光ＬＬを出射する機能を有する。この光源２２としては、前述したような共鳴光対を含む光ＬＬを出射し得るものであれば、特に限定されないが、例えば、垂直共振器面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）等の半導体レーザー等の発光素子を用いることが好ましい。

［光学系］
光学系２３は、光源２２と原子セル２１との間に設けられ、原子セル２１またはスペーサー２８に固定されている。この光学系２３は、遮光部材２３１および光学部品２３２、２３３を有する。本実施形態では、光軸ａに沿って光源２２側から原子セル２１側に向かって、遮光部材２３１、光学部品２３２および光学部品２３３がこの順に配置されている。

遮光部材２３１は、遮光性を有する膜状の部材であり、光学部品２３２の一方の面上に設けられている。この遮光部材２３１の構成材料は、遮光性を有するものであれば、特に限定されず、例えば、樹脂材料、金属材料等を用いることができる。また、遮光部材２３１は、遮光部材２３１に入射した光ＬＬが迷光となるのを防止する観点から、光反射防止性を有することが好ましい。また、遮光部材２３１は、光学部品２３２上に公知の成膜法を用いて形成することができる。

この遮光部材２３１は、光ＬＬの一部を通過させる開口を有し、この開口を除く部分が遮光性を有する。この開口の形状は、前述した内部空間Ｓの横断面形状に応じて決められ、特に限定されないが、例えば、円形または四角形をなしている。このような遮光部材２３１の開口に光ＬＬを通過させることで、内部空間Ｓに入射する光ＬＬの形状を調整するとともに当該光ＬＬの幅方向での強度分布の均一化を図ることができる。

光学部品２３２は、減光フィルター（ＮＤフィルター）である。これにより、原子セル２１に入射する光ＬＬの強度を調整（減少）させることができる。そのため、光源２２の出力が大きい場合でも、原子セル２１に入射する光ＬＬを所望の光量とすることができる。

光学部品２３３は、１／４波長板である。これにより、光源２２からの光ＬＬを直線偏光から円偏光（右円偏光または左円偏光）に変換することができる。円偏光をした光ＬＬを用いることにより、所望のＥＩＴ現象を発現する原子数を増大させ、所望のＥＩＴ信号の強度を大きくすることができる。その結果、原子発振器１の発振特性を向上させることができる。

なお、光学系２３は、前述した遮光部材２３１、光学部品２３２、２３３の他に、レンズ、偏光板等の他の光学部品を有していてもよい。また、光源２２からの光ＬＬの強度によっては、光学部品２３２を省略することができる。また、光源２２からの光ＬＬの放射角度やスポット形状等によっては、遮光部材２３１を省略することができる。また、遮光部材２３１、光学部品２３２、２３３の並び順は、前述した順に限定されず、任意である。

［原子セル］
図２に示すように、原子セル２１は、柱状の貫通孔２１４を有する胴体部２１１と、その貫通孔２１４の両側の開口を封鎖する１対の光透過部２１２、２１３と、を有する。これにより、ガス状のルビジウム、セシウム、ナトリウム等のアルカリ金属が封入される内部空間Ｓが形成されている。なお、内部空間Ｓには、必要に応じて、アルゴン、ネオン等の希ガス、窒素等の不活性ガスが緩衝ガスとしてアルカリ金属ガスとともに封入されていてもよい。また、貫通孔２１４の横断面（光軸ａに対して垂直な方向での断面）、すなわち、内部空間Ｓの横断面形状は、特に限定されず、例えば、円形、楕円形、四角形等の多角形等が挙げられる。

各光透過部２１２、２１３は、光源２２からの光ＬＬに対する透過性を有している。そして、一方の光透過部２１２には、内部空間Ｓへ入射する光ＬＬが透過し、他方の光透過部２１３には、内部空間Ｓから出射した光ＬＬが透過する。この光透過部２１２、２１３を構成する材料としては、それぞれ、特に限定されないが、例えば、ガラス材料、水晶等が挙げられる。

また、原子セル２１の胴体部２１１を構成する材料としては、特に限定されず、シリコン材料、セラミックス材料、金属材料、樹脂材料、ガラス材料、水晶等が挙げられる。

そして、各光透過部２１２、２１３は、胴体部２１１に対して気密的に接合されている。これにより、原子セル２１の内部空間Ｓを気密空間とすることができる。原子セル２１の胴体部２１１と光透過部２１２、２１３との接合方法としては、これらの構成材料に応じて決められるものであり、特に限定されないが、例えば、接着剤による接合方法、直接接合法、陽極接合法等を用いることができる。

［光検出部］
光検出部２４は、原子セル２１に対して光源２２とは反対側に設けられている。この光検出部２４は、原子セル２１内を透過した光ＬＬ（より具体的には共鳴光対）の強度を検出する機能を有する。光検出部２４としては、上述したような光ＬＬを検出し得るものであれば、特に限定されないが、例えば、太陽電池、フォトダイオード等の光検出器（受光素子）を用いることができる。

［ヒーター］
ヒーター２５は、通電により発熱する発熱抵抗体（加熱部）を有する。このヒーター２５は、原子セル２１に対して光源２２とは反対側に設けられている。そして、ヒーター２５からの熱は、原子セル２１の光透過部２１３に直接的に伝達されるとともに、１対の熱伝導部材２９を介して原子セル２１の光透過部２１２に伝達される。また、ヒーター２５からの熱は、１対の熱伝導部材２９およびスペーサー２８を介して光源２２にも伝達される。

なお、ヒーター２５は、後述するように、支持部材４のシート部材４３の接続部４３２上に設けられているが、接続部４３２が有する配線により構成することも可能である。

［熱伝導部材（固定部材）］
１対の熱伝導部材２９は、図２に示すように、原子セル２１をＸ軸方向で挟むように設けられている。また、各熱伝導部材２９は、原子セル２１に対して光源２２側と光検出部２４側とに跨って設けられている。また、１対の熱伝導部材２９は、それぞれ、光ＬＬの通過領域を避けるように形成されている。図２に示す熱伝導部材２９は、原子セル２１が嵌合される凹部を有する。この嵌合により原子セル２１は、熱伝導部材２９に固定されている。また、熱伝導部材２９の一方の端面には、光源２２が配置されているスペーサー２８が接着剤等により固定されている。さらに、熱伝導部材２９の他方の端面には、光検出部２４が配置されている原子セル２１が接着剤等により固定されている。このように、熱伝導部材２９により原子セル２１、光源２２および光検出部２４の相対的な位置関係が固定されている。

より具体的に説明すると、各熱伝導部材２９は、原子セル２１、光学系２３およびスペーサー２８からなる積層体の積層方向（Ｚ軸方向）に沿って延びている第１部分２９１と、第１部分２９１の一端部（−Ｚ軸方向側の端部）から光軸ａ側に向けて突出している第２部分２９２と、第１部分２９１の他端部（＋Ｚ軸方向側の端部）から光軸ａ側に向けて突出している第３部分２９３と、を有している。このような熱伝導部材２９は、原子セル２１に対して光源２２側に配置されている第２部分２９２と、原子セル２１に対して光検出部２４側に配置されている第３部分２９３とを第１部分２９１を介して接続することで、原子セル２１に対して光源２２側と光検出部２４側とに跨って設けられている。

図３に示すように、第１部分２９１の第２部分２９２側の端部、および、第１部分２９１の第３部分２９３側の端部は、それぞれ、１対の熱伝導部材２９に接触しないように、第１部分２９１の中央部よりもＹ軸方向に沿った幅が狭くなっている。このような第１部分２９１の両端部には、第２部分２９２および第３部分２９３が接続されている。

図２に示すように、第２部分２９２は、スペーサー２８の基部２８１の枠部２８２とは反対側の面に接触している。このようにスペーサー２８と熱伝導部材２９とを接触させることで、これらの間で熱を効率的に伝達することができる。第３部分２９３は、原子セル２１の光透過部２１３の内部空間Ｓとは反対側の面に接触している。このように原子セル２１と熱伝導部材２９とを接触させることで、これらの間で熱を効率的に伝達することができる。また、第３部分２９３は、ヒーター２５近傍に配置されている。これにより、ヒーター２５からの熱を熱伝導部材２９により効率的に伝達することができる。なお、ヒーター２５は、熱伝導部材２９に接触していてもよい。

また、第２部分２９２および第３部分２９３のＹ軸方向に沿った幅は、前述した第１部分２９１の両端部と同様、１対の熱伝導部材２９に接触しないように、第１部分２９１の中央部よりも狭くなっている。

なお、熱伝導部材２９は、原子セル２１に対して光源２２側と光検出部２４側とに跨って設けられていれば、図示のものに限定されない。また、１対の熱伝導部材２９を一体化して１つの部材としてもよいし、各熱伝導部材２９が複数の部材で構成されていてもよい。また、熱伝導部材２９は、前述したスペーサー２８の基部２８１および枠部２８２の少なくとも一方と一体で構成されていてもよい。

このような１対の熱伝導部材２９は、それぞれ、ヒーター２５と原子セル２１の光透過部２１２とを熱的に接続している。これにより、原子セル２１の光透過部２１３側に設けられているヒーター２５からの熱を１対の熱伝導部材２９による熱伝導により光透過部２１２に伝達し、光透過部２１２、２１３間の温度差を低減することができる。

また、１対の熱伝導部材２９は、それぞれ、ヒーター２５と光源２２とを熱的に接続している。これにより、原子セル２１の光透過部２１３側に設けられているヒーター２５からの熱を１対の熱伝導部材２９による熱伝導により光源２２に伝達し、光源２２の高精度な温度制御が可能となる。なお、本明細書において、「熱的に接続」とは、２つの部材がこれらの間において５％以下の損失で熱伝導可能な状態を言い、当該２つの部材が接触している場合だけでなく、当該２つの間に他の部材が介在している場合も含む。

このような各熱伝導部材２９の構成材料としては、熱伝導性に優れた材料、例えば、金属材料を用いることが好ましい。また、コイル２７からの磁場を阻害しないよう、熱伝導部材２９の構成材料としては、非磁性の材料を用いることが好ましい。

［パッケージ］
図２に示すように、パッケージ３は、原子セルユニット２および支持部材４を収納する機能を有する。なお、パッケージ３内には、前述した部品以外の部品が収納されていてもよい。

このパッケージ３は、図２に示すように、板状の基体３１と、有底筒状の蓋体３２（蓋部）と、を備え、蓋体３２の開口が基体３１により封鎖されている。これにより、原子セルユニット２および支持部材４を収納する内部空間Ｓ１が形成されている。ここで、蓋体３２は、原子セルユニット２および支持部材４に対して離間している。これにより、原子セルユニット２と蓋体３２との間の熱干渉を低減することができる。

基体３１は、基体３１の上面にて、支持部材４を介して原子セルユニット２を支持している。また、基体３１は、例えば配線基板であり、基体３１の支持部材４とは反対側の面（下面）には、複数の外部端子３３が設けられている。この複数の外部端子３３は、図示しない配線を介して、基体３１の上面に設けられた複数の内部端子（図示せず）に電気的に接続されている。

この基体３１の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、樹脂材料、セラミックス材料等を用いることができるが、セラミック材料を用いることが好ましい。これにより、配線基板を構成する基体３１を実現しながら、内部空間Ｓ１の気密性を優れたものとすることができる。

このような基体３１には、蓋体３２が接合されている。基体３１と蓋体３２との接合方法としては、特に限定されないが、例えば、ろう接、シーム溶接、エネルギー線溶接（レーザー溶接、電子線溶接等）等を用いることができる。なお、基体３１と蓋体３２との間には、これらを接合するための接合部材が介在していてもよい。

このようなパッケージ３の内部空間Ｓ１は、気密空間である。特に、内部空間Ｓ１は、大気圧よりも減圧した減圧状態（真空）である。これにより、内部空間Ｓ１を介した原子セルユニット２とパッケージ３との間の熱の伝達を効果的に抑制することができる。そのため、パッケージ３の外部の温度変化による原子セルユニット２の温度変化を低減したり、ヒーター２５の消費電力を小さくしたりすることができる。

このような蓋体３２の構成材料としては、特に限定されず、例えば、樹脂材料、セラミックス材料、金属材料等を用いることができるが、コバール、４２アロイ、ステンレス等の金属材料を用いることが好ましい。これにより、磁気シールド性を有する蓋体３２を実現しながら、内部空間Ｓ１の気密性を優れたものとすることができる。

［支持部材］
支持部材４は、前述した原子セルユニット２をパッケージ３の基体３１に対して支持する機能を有する。また、支持部材４は、原子セルユニット２と外部との間の熱伝達を低減する機能を有する。これにより、原子セル２１や光源２２等の温度制御を高精度に行うことができる。

詳述すると、支持部材４は、図２に示すように、枠体４１と、２つのシート部材４２、４３と、脚部４４と、を有する。

図４に示すように、枠体４１は、Ｚ軸方向から見たときに、原子セルユニット２の周囲を囲むように設けられている。また、図２に示すように、枠体４１の厚さは、原子セル２１、光学系２３およびスペーサー２８からなる積層体のＺ軸方向に沿った高さと同程度である。この枠体４１の構成材料としては、熱伝導性が比較的低い材料であれば、特に限定されないが、例えば、樹脂材料、セラミックス材料等の非金属を用いることが好ましく、樹脂材料を用いることがより好ましい。枠体４１を主として樹脂材料で構成した場合、枠体４１の熱抵抗を高くすることができ、また、枠体４１の形状が複雑であっても、例えば射出成型等の公知の方法を用いて、枠体４１を容易に製造することができる。

図２および図３に示すように、このような枠体４１の下面には、シート部材４２が接合され、また、枠体４１の上面には、シート部材４３が接合されている。

シート部材４２、４３は、それぞれ、例えばフレキシブル配線基板である。図４に示すように、シート部材４３は、枠体４１に接合された部分から枠体４１の内側へ向けて延びている複数の梁部４３１と、複数の梁部４３１に支持されている接続部４３２と、を有する。

接続部４３２の一方の面（下面）には、原子セル２１が接着剤等により接合されている。一方、接続部４３２の他方の面（上面）には、複数の導電性接着剤３０を介して光検出部２４が接合されている。また、接続部４３２の他方の面（上面）には、ヒーター２５も搭載されている。ここで、光検出部２４およびヒーター２５は、接続部４３２が有する配線（図示せず）に電気的に接続されている。そして、かかる配線は、複数の梁部４３１の少なくとも１つを通じて、前述したパッケージ３の内部端子（図示せず）に電気的に接続されている。

また、接続部４３２は、前述した熱伝導部材２９と接触しないように、１対の欠損部４３３を有する。なお、図示では、接続部４３２は、光ＬＬの透過領域を横断しているが、光ＬＬの透過領域を除くような形状をなしていてもよい。

同様に、シート部材４２は、枠体４１に接合された部分から枠体４１の内側へ向けて延びている複数の梁部４２１と、複数の梁部４２１に支持されている接続部４２２と、を有する。

接続部４２２の一方の面（上面）には、スペーサー２８の基部２８１とは反対側の面が接着剤等により接合されている。一方、接続部４２２の他方の面（下面）には、光源２２が搭載されている。ここで、接続部２２２には、光源２２からの光ＬＬが通過する孔が形成されている。また、光源２２は、接続部４２２が有する配線（図示せず）に電気的に接続されている。そして、かかる配線は、複数の梁部４３１の少なくとも１つを通じて、前述したパッケージ３の内部端子（図示せず）に電気的に接続されている。

また、接続部４２２は、前述した熱伝導部材２９と接触しないように、前述した１対の欠損部４３３と同様の欠損部（図示せず）を有する。

前述したように、スペーサー２８には、光源２２等が搭載され、スペーサー２８は、熱伝導部材２９により原子セル２１等とともに相対的な位置関係が固定されている。また、後述するように、シート部材４２、４３は、複数の脚部４４を介して基体３１に接続されている枠体４１に支持されている。したがって、シート部材４２がスペーサー２８に接合されているとともに、シート部材４３が原子セル２１に接合されていることで、支持部材４が原子セル２１、光源２２および光検出部２４等を一括して（一体的に）基体３１に対して支持することとなる。なお、「原子セル２１、光源２２および光検出部２４を支持部材４が基体３１に対して一括して支持している」とは、支持部材４によって、原子セル２１、光源２２および光検出部２４をまとめて（すなわち一括して）、基体３１に対する原子セル２１、光源２２および光検出部２４のそれぞれの相対的な位置が決められている状態を意味し、また、支持部材４に支えられている部材が基体３１に対して接している場合と接していない場合との双方を含む。

このようなシート部材４２、４３によれば、面方向での熱抵抗が高いため、枠体４１と原子セルユニット２との間の熱伝導を低減することができる。特に、幅狭の複数の梁部４２１、４３１を介して枠体４１と原子セルユニット２とを接続しているため、枠体４１に対して原子セルユニット２を安定的に支持するとともに、枠体４１と原子セルユニット２との間の熱伝導を効果的に低減することができる。

また、枠体４１の下端部には、シート部材４２を介して、複数の脚部４４が接続（接合）されている。この複数の脚部４４は、原子セルユニット２がパッケージ３に接触しない高さに配置されるように、枠体４１を基体３１に対して支持している。この複数の脚部４４の構成材料としては、前述した枠体４１の構成材料と同様の材料を用いることができる。また、複数の脚部４４は、枠体４１と一体形成してもよい。
以上、パッケージ部１０の構成について説明した。

以上説明したような量子干渉装置の一種である原子発振器１は、アルカリ金属原子が封入されている原子セル２１と、アルカリ金属原子を励起する光ＬＬを出射する光源２２と、原子セル２１を透過した光ＬＬを検出する光検出部２４と、原子セル２１に対して光源２２側と光検出部２４側とに跨って設けられ、原子セル２１よりも熱伝導率が大きい材料を用いて構成されている１対の熱伝導部材２９と、１対の熱伝導部材２９に対して離間して設けられ、１対の熱伝導部材２９よりも熱伝導率が小さい材料を用いて構成され、原子セル２１、光源２２、光検出部２４および１対の熱伝導部材２９を一括して支持している支持部材４と、を備える。

このような原子発振器１によれば、原子セル２１よりも熱伝導率が大きい材料を用いて構成されている１対の熱伝導部材２９が原子セル２１に対して光源２２側と光検出部２４側とに跨って設けられているため、原子セル２１を加熱するヒーター２５の数や配置によらず、特に、ヒーター２５の数が１つであっても、原子セル２１の光源２２側の面と光検出部２４側の面との温度差を低減したり、光源２２の温度を高精度に制御したりすることができる。そのため、原子発振器１の特性を優れたものとすることができる。

また、１対の熱伝導部材２９よりも熱伝導率が小さい材料を用いて構成されている支持部材４が原子セル２１、光源２２、光検出部２４および１対の熱伝導部材２９を一括して支持しているため、原子発振器１の小型化を図るとともに、原子セル２１、光源２２、光検出部２４および１対の熱伝導部材２９からの熱の逃げを低減して、原子発振器１の低消費電力化を図ることができる。

しかも、支持部材４が１対の熱伝導部材２９に対して離間しているため、１対の熱伝導部材２９から支持部材４への熱の逃げを効果的に低減することができる。そのため、前述した１対の熱伝導部材２９による原子発振器１の特性を優れたものとする効果、および、前述した支持部材４による原子発振器１の低消費電力化を図る効果のそれぞれを好適に発揮させることができる。

ここで、支持部材４は、原子セル２１に対して光源２２側で光源２２を支持している第１支持部であるシート部材４２と、原子セル２１に対して光検出部２４側で原子セル２１および光検出部２４を支持している第２支持部であるシート部材４３と、を有する。これにより、原子セル２１、光源２２および光検出部２４を安定的に支持することができる。なお、シート部材４２が原子セル２１を支持してもよい。

また、原子発振器１は、原子セル２１、光源２２、光検出部２４および１対の熱伝導部材２９とともに支持部材４に一括して支持され、１対の熱伝導部材２９を介して光源２２および原子セル２１を加熱するヒーター２５を備える。これにより、ヒーター２５からの熱を用いて原子セル２１および光源２２を高精度に温度調節することができる。

本実施形態では、ヒーター２５は、原子セル２１に対して光検出部２４側に配置されている。これにより、ヒーター２５のための配線を光検出部２４のための配線と同じ側に引き回すことができる。また、このように、ヒーター２５と光源２２との間の距離が大きくなる場合においても、ヒーター２５からの熱を１対の熱伝導部材２９により効率的に光源２２に伝達することができる。

また、原子発振器１は、原子セル２１、光源２２、光出射部２４、ヒーター２５、熱伝導部材２９および支持部材４を内包している空間である内部空間Ｓ１を構成するパッケージ３を備え、熱伝導部材２９は、パッケージ３から離間している。これにより、原子セル２１、光源２２、光出射部２４およびヒーター２５から熱伝導部材２９を介してパッケージ３へ熱が伝達することを低減することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。

図５は、本発明の第２実施形態に係る原子発振器が備えるパッケージ部の概略構成を示す断面図である。

本実施形態の原子発振器は、ヒーターの配置が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。

なお、以下の説明では、第２実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図５において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

図５に示す原子発振器１Ａが備えるパッケージ部１０Ａは、パッケージ３に対して支持部材４を介して支持されている原子セルユニット２Ａを有する。この原子セルユニット２Ａでは、スペーサー２８の基部２８１の枠部２８２とは反対側に設けられているヒーター２５を有する。このヒーター２５は、接続部４２２が有する配線（図示せず）に電気的に接続されている。

本実施形態では、ヒーター２５からの熱は、スペーサー２８の基部２８１を介して光源２２に伝達される。また、ヒーター２５からの熱は、スペーサー２８および１対の熱伝導部材２９を介して、原子セル２１の光透過部２１２、２１３に伝達される。

このように、本実施形態の原子発振器１Ａのヒーター２５は、原子セル２１に対して光源２２側に配置されている。これにより、ヒーター２５のための配線を光源２２のための配線と同じ側に引き回すことができる。また、ヒーター２５と光源２２との間の距離を小さくし、光源２２をより高精度に温度制御することができる。その結果、光源２２の温度変動に伴う光の波長変動を効果的に低減することができる。

また、ヒーター２５は、原子セル２１よりも光源２２に近い位置にある。すなわち、ヒーター２５と光源２２との間の距離は、ヒーター２５と原子セル２１との間の距離よりも小さい。これにより、ヒーター２５を原子セル２１よりも光源２２に近づけることができる。そのため、光源２２をさらに高精度に温度制御することができる。

以上説明したような第２実施形態の原子発振器１Ａによっても、特性を優れたものとしつつ、小型化および低消費電力化を図ることができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。

図６は、本発明の第３実施形態に係る原子発振器が備えるパッケージ部の概略構成を示す断面図である。

本実施形態の原子発振器は、ヒーターの配置および支持部材の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。

なお、以下の説明では、第３実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図６において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

図６に示す原子発振器１Ｂが備えるパッケージ部１０Ｂは、パッケージ３内に収納されている原子セルユニット２Ｂおよび支持部材４Ｂを有する。

原子セルユニット２Ｂは、スペーサー２８Ｂおよび１対の熱伝導部材２９Ｂを有する。このスペーサー２８Ｂは、板状の基部２８１Ｂと、基部２８１Ｂの外周部に立設されている枠部２８２Ｂと、を有し、枠部２８２Ｂの内側には、空間Ｓ２が形成されている。そして、基部２８１Ｂの上面には、光源２２が設けられている。また、枠部２８２Ｂの上端部は、光学系２３との間に隙間を形成する形状をなしている。そして、当該隙間には、ヒーター２５が配置されている。

支持部材４Ｂは、枠体４１Ｂと、２つのシート部材４２Ｂ、４３と、脚部４４Ｂと、を有する。枠体４１Ｂの厚さは、原子セル２１のＺ軸方向に沿った高さと同程度である。このような枠体４１Ｂの下面には、シート部材４２Ｂが接合され、また、枠体４１Ｂの上面には、シート部材４３が接合されている。

シート部材４２Ｂは、枠体４１Ｂに接合された部分から枠体４１Ｂの内側へ向けて延びている複数の梁部４２１と、複数の梁部４２１に支持されている接続部４２２と、光源２２に接続されている配線４２３と、を有する。

本実施形態では、接続部４２２は、原子セル２１と光学系２３との間に配置されている。また、接続部４２２の一方の面（上面）には、原子セル２１の光透過部２１２の面が接着剤等により接合されている。また、接続部４２２の他方の面（下面）には、ヒーター２５が搭載されている。ここで、ヒーター２５は、接続部４２２が有する配線（図示せず）に電気的に接続されている。なお、図示では、接続部２２２が光ＬＬの通過領域を横断しているが、接続部２２２は、光ＬＬの通過領域を除くように形成されていてもよい。

配線４２３は、スペーサー２８Ｂおよび１対の熱伝導部材２９Ｂの第１部分２９１Ｂに接触しないように、梁部４２１または接続部４２２から、前述したスペーサー２８Ｂによる隙間を通じて、空間Ｓ２へ延びている。そして、配線４２３は、光源２２に接続されている。

また、枠体４１Ｂの下端部には、シート部材４２Ｂを介して、複数の脚部４４Ｂが接続されている。この複数の脚部４４Ｂは、原子セルユニット２Ｂがパッケージ３に接触しない高さに配置されるように、枠体４１Ｂを基体３１に対して支持している。

このように、本実施形態の原子発振器１Ｂの支持部材４Ｂは、原子セル２１に対して光源２２側で原子セル２１を支持している第１支持部であるシート部材４２Ｂと、原子セル２１に対して光検出部２４側で原子セル２１および光検出部２４を支持している第２支持部であるシート部材４３と、を有する。このような支持部材４Ｂによっても、原子セル２１、光源２２および光検出部２４を安定的に支持することができる。

また、ヒーター２５は、原子セル２１に対して光源２２側に配置されている。これにより、ヒーター２５のための配線を光源２２のための配線と同じ側に引き回すことができる。また、ヒーター２５と光源２２との間の距離を小さくし、光源２２をより高精度に温度制御することができる。その結果、光源２２の温度変動に伴う光の波長変動を効果的に低減することができる。

本実施形態では、ヒーター２５は、光源２２よりも原子セル２１に近い位置にある。すなわち、ヒーター２５と光源２２との間の距離は、ヒーター２５と原子セル２１との間の距離よりも大きい。これにより、原子セル２１および光源２２を含む構造体である原子セルユニット２Ｂの中央付近にヒーター２５を配置することができる。そのため、原子セル２１の光源２２側の面と光検出部２４側の面と光源２２との間の温度分布を容易に均一化することができる。

また、原子発振器１Ｂは、光源２２に接続されている配線４２３を備える。ここで、１対の熱伝導部材２９は、光源２２を収納している空間Ｓ２の外側に配置されている。そして、配線４２３は、第１支持部であるシート部材４２Ｂから熱伝導部材２９に対して離間して空間Ｓ２内へ延びて光源２２に接続されている。これにより、光源２２のための配線４２３からの輻射を低減することができる。これは、配線４３２が空間Ｓ２内にあることで、配線４３２とパッケージ３との間に熱伝導部材２９が介在し、その上で、配線４３２が熱伝導部材２９に対して離間していることで、配線４３２と熱伝導部材２９との温度差が低減されるからである。このように配線４２３からの輻射を低減する結果、原子発振器１Ｂの低消費電力化を効果的に図ることができる。

以上説明したような第３実施形態の原子発振器１Ｂによっても、特性を優れたものとしつつ、小型化および低消費電力化を図ることができる。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。

図７は、本発明の第４実施形態に係る原子発振器が備えるパッケージ部の概略構成を示す断面図である。

本実施形態の原子発振器は、ヒーターの配置および支持部材の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。また、本実施形態の原子発振器は、ヒーターの配置が異なる以外は、前述した第３実施形態と同様である。

なお、以下の説明では、第４実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図７において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

図７に示す原子発振器１Ｃが備えるパッケージ部１０Ｃは、パッケージ３内に収納されている原子セルユニット２Ｃおよび支持部材４Ｃを有する。

原子セルユニット２Ｃは、ヒーター２５をスペーサー２８Ｂの基部２８１Ｂ上に設けた以外は、前述した第３実施形態の原子セルユニット２Ｂと同様である。

支持部材４Ｃは、枠体４１Ｂと、２つのシート部材４２Ｃ、４３と、脚部４４Ｂと、を有する。枠体４１Ｂの下面には、シート部材４２Ｃが接合されている。このシート部材４２Ｃは、光源２２に接続されている配線４２３と、ヒーター２５に接続されている配線４２４と、を有する。

配線４２４は、スペーサー２８Ｂおよび１対の熱伝導部材２９に接触しないように、梁部４２１または接続部４２２から、前述したスペーサー２８Ｂによる隙間を通じて、空間Ｓ２へ延びている。そして、配線４２４は、ヒーター２５に接続されている。

このように、本実施形態の原子発振器１Ｃは、ヒーター２５に接続されている配線４２４を備える。ここで、１対の熱伝導部材２９は、ヒーター２５を収納している空間Ｓ２の外側に配置されている。そして、配線４２４は、第１支持部であるシート部材４２Ｃから熱伝導部材２９に対して離間して空間Ｓ２内へ延びてヒーター２５に接続されている。これにより、ヒーター２５のための配線４２４からの輻射を低減することができる。その結果、原子発振器１Ｃの低消費電力化を効果的に図ることができる。

以上説明したような第４実施形態の原子発振器１Ｃによっても、特性を優れたものとしつつ、小型化および低消費電力化を図ることができる。

２．電子機器
以上説明したような本発明の量子干渉装置を備える原子発振器は、各種電子機器に組み込むことができる。

以下、本発明の量子干渉装置を備える電子機器の一例について説明する。
図８は、ＧＰＳ衛星を利用した測位システムに本発明の原子発振器を用いた場合の概略構成を示す図である。

図８に示す測位システム１００は、ＧＰＳ衛星２００と、基地局装置３００と、ＧＰＳ受信装置４００とで構成されている。

ＧＰＳ衛星２００は、測位情報（ＧＰＳ信号）を送信する。
基地局装置３００は、例えば電子基準点（ＧＰＳ連続観測局）に設置されたアンテナ３０１を介してＧＰＳ衛星２００からの測位情報を高精度に受信する受信装置３０２と、この受信装置３０２で受信した測位情報を、アンテナ３０３を介して送信する送信装置３０４と、を備える。

ここで、受信装置３０２は、その基準周波数発振源として前述した本発明の原子発振器１を備える電子装置である。このような受信装置３０２は、優れた信頼性を有する。また、受信装置３０２で受信された測位情報は、リアルタイムで送信装置３０４により送信される。

ＧＰＳ受信装置４００は、ＧＰＳ衛星２００からの測位情報を、アンテナ４０１を介して受信する衛星受信部４０２と、基地局装置３００からの測位情報を、アンテナ４０３を介して受信する基地局受信部４０４と、を備える。

以上のような測位システム１００の電子機器の一例である受信装置３０２は、量子干渉装置の一種である原子発振器１を備えるため、原子発振器１の特性を優れたものとしつつ、原子発振器１の低消費電力化を図ることができる。

なお、本発明の電子機器は、前述したものに限定されず、例えば、スマートフォン、タブレット端末、時計、携帯電話機、ディジタルスチルカメラ、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、パーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター、ラップトップ型パーソナルコンピューター）、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター、地上デジタル放送、携帯電話基地局等に適用することができる。

３．移動体
また、前述したような本発明の量子干渉装置を備える原子発振器は、各種移動体に組み込むことができる。

以下、本発明の移動体の一例について説明する。
図９は、本発明の量子干渉装置を備える移動体（自動車）の構成を示す斜視図である。

図９に示す移動体１５００は、車体１５０１と、４つの車輪１５０２と、を有しており、車体１５０１に設けられた図示しない動力源（エンジン）によって車輪１５０２を回転させるように構成されている。このような移動体１５００には、原子発振器１が内蔵されている。そして、原子発振器１からの発振信号に基づいて、例えば、図示しない制御部が動力源の駆動を制御する。

以上のような移動体１５００は、量子干渉装置の一種である原子発振器１を備えるため、原子発振器１の特性を優れたものとしつつ、原子発振器１の低消費電力化を図ることができる。

以上、本発明の量子干渉装置、原子発振器、電子機器および移動体について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではなく、例えば、前述した実施形態の各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。

１…原子発振器、１Ａ…原子発振器、１Ｂ…原子発振器、１Ｃ…原子発振器、２…原子セルユニット、２Ａ…原子セルユニット、２Ｂ…原子セルユニット、２Ｃ…原子セルユニット、３…パッケージ、４…支持部材、４Ｂ…支持部材、４Ｃ…支持部材、５…制御部、１０…パッケージ部、１０Ａ…パッケージ部、１０Ｂ…パッケージ部、１０Ｃ…パッケージ部、２１…原子セル、２２…光源、２３…光学系、２４…光検出部、２５…ヒーター、２６…温度センサー、２７…コイル、２８…スペーサー、２８Ｂ…スペーサー、２９…熱伝導部材、２９Ｂ…熱伝導部材、３０…導電性接着剤、３１…基体、３２…蓋体、３３…外部端子、４１…枠体、４１Ｂ…枠体、４２…シート部材、４２Ｂ…シート部材、４２Ｃ…シート部材、４３…シート部材、４４…脚部、４４Ｂ…脚部、５１…光源制御部、５２…温度制御部、５３…磁場制御部、１００…測位システム、２００…ＧＰＳ衛星、２１１…胴体部、２１２…光透過部、２１３…光透過部、２１４…貫通孔、２２２…接続部、２３１…遮光部材、２３２…光学部品、２３３…光学部品、２８１…基部、２８１Ｂ…基部、２８２…枠部、２８２Ｂ…枠部、２９１…第１部分、２９１Ｂ…第１部分、２９２…第２部分、２９３…第３部分、３００…基地局装置、３０１…アンテナ、３０２…受信装置、３０３…アンテナ、３０４…送信装置、４００…ＧＰＳ受信装置、４０１…アンテナ、４０２…衛星受信部、４０３…アンテナ、４０４…基地局受信部、４２１…梁部、４２２…接続部、４２３…配線、４２４…配線、４３１…梁部、４３２…接続部、４３３…欠損部、１５００…移動体、１５０１…車体、１５０２…車輪、２８１１…孔、Ｌ…光、ＬＬ…光、Ｓ…内部空間、Ｓ１…内部空間、Ｓ２…空間、ａ…光軸

Claims (12)

1. アルカリ金属原子が封入されている原子セルと、
   前記アルカリ金属原子を励起する光を出射する光源と、
   前記原子セルを透過した前記光を検出する光検出部と、
   前記原子セルに対して前記光源側と前記光検出部側とに跨って設けられ、前記原子セルよりも熱伝導率が大きい材料を用いて構成されている熱伝導部材と、
   前記熱伝導部材に対して離間して設けられ、前記熱伝導部材よりも熱伝導率が小さい材料を用いて構成され、前記原子セル、前記光源、前記光検出部および前記熱伝導部材を一括して支持している支持部材と、を備えることを特徴とする量子干渉装置。
2. 前記支持部材は、前記原子セルに対して前記光源側で前記原子セルまたは前記光源を支持している第１支持部と、前記原子セルに対して前記光検出部側で前記原子セルまたは前記光検出部を支持している第２支持部と、を有する請求項１に記載の量子干渉装置。
3. 前記原子セル、前記光源、前記光検出部および前記熱伝導部材とともに前記支持部材に一括して支持され、前記熱伝導部材を介して前記光源および前記原子セルを加熱するヒーターを備える請求項２に記載の量子干渉装置。
4. 前記ヒーターは、前記原子セルに対して前記光検出部側に配置されている請求項３に記載の量子干渉装置。
5. 前記ヒーターは、前記原子セルに対して前記光源側に配置されている請求項３に記載の量子干渉装置。
6. 前記ヒーターと前記光源との間の距離は、前記ヒーターと前記原子セルとの間の距離よりも小さい請求項５に記載の量子干渉装置。
7. 前記ヒーターと前記光源との間の距離は、前記ヒーターと前記原子セルとの間の距離よりも大きい請求項５に記載の量子干渉装置。
8. 前記ヒーターまたは前記光源に接続されている配線を備え、
   前記熱伝導部材は、前記ヒーターまたは前記光源を収納している空間の外側に配置されており、
   前記配線は、前記第１支持部から前記熱伝導部材に対して離間して前記空間内へ延びて前記ヒーターまたは前記光源に接続されている部分を有する請求項３ないし７のいずれか１項に記載の量子干渉装置。
9. 前記原子セル、前記光源、前記光出射部、前記ヒーター、前記熱伝導部材および前記支持部材を内包している空間を構成するパッケージを備え、
   前記熱伝導部材は、前記パッケージから離間している請求項３ないし８のいずれか１項に記載の量子干渉装置。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の量子干渉装置を備えることを特徴とする原子発振器。
11. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の量子干渉装置を備えることを特徴とする電子機器。
12. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の量子干渉装置を備えることを特徴とする移動体。

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