JP2019193237A - 原子発振器および周波数信号生成システム - Google Patents
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- H03L7/26—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using energy levels of molecules, atoms, or subatomic particles as a frequency reference
Abstract
【課題】第1室および第2室のうちの一方の温度が他方に影響し難い原子発振器を提供する。【解決手段】光を出射する発光素子と、気体のアルカリ金属原子が収容され、前記発光素子から出射された光が通過する第1室と、液体のアルカリ金属原子が収容された第2室と、前記第1室と前記第2室とを接続する通路と、を有する原子セルと、前記第1室を通過した光を受光する受光素子と、を含み、前記受光素子は、前記第1室と前記第2室との間に配置されている、原子発振器。【選択図】図4
Description
本発明は、原子発振器および周波数信号生成システムに関する。
長期的に高精度な発振特性を有する発振器として、セシウム等のアルカリ金属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。原子発振器は、光源と、セシウム等のアルカリ金属原子が封入された原子セルと、原子セルを通過した光を受光するする受光素子と、を含む。
例えば特許文献1には、気体状の金属原子が収納されている気体収納部と、液体状または固体状の金属原子が収納されている金属溜り部と、を備えた原子セルを含む原子発振器が記載されている。一般的に、金属溜り部の温度は、気体収納部の温度よりも低い。
上記のような原子発振器では、気体収納部および金属溜り部のうちの一方の温度が他方に影響し難いことが好ましい。気体収納部および金属溜り部のうちの一方の温度が他方に影響し易いと、原子セルに収納されたアルカリ金属原子の状態が制御し難くなる。
本発明に係る原子発振器の一態様は、光を出射する発光素子と、気体のアルカリ金属原子が収容され、前記発光素子から出射された光が通過する第1室と、液体のアルカリ金属原子が収容された第2室と、前記第1室と前記第2室とを接続する通路と、を有する原子セルと、前記第1室を通過した光を受光する受光素子と、を含み、前記受光素子は、前記第1室と前記第2室との間に配置されている。
前記原子発振器の一態様において、前記発光素子は、前記第1室に対して、前記受光素子とは反対側に配置されていてもよい。
本発明に係る原子発振器の一態様は、光を出射する発光素子と、気体のアルカリ金属原子が収容され、前記発光素子から出射された光が通過する第1室と、液体のアルカリ金属原子が収容された第2室と、前記第1室と前記第2室とを接続する通路と、を有する原子セルと、前記第1室を通過した光を受光する受光素子と、を含み、前記発光素子は、前記第1室と前記第2室との間に配置されている。
前記原子発振器の一態様において、前記受光素子は、前記第1室に対して、前記発光素子とは反対側に配置されていてもよい。
前記原子発振器の一態様において、前記原子セルを保持する第1保持部材および第2保持部材を含み、前記第1保持部材の温度は、前記第2保持部材の温度よりも高く、前記原子セルの、前記発光素子から出射された光が進む方向に沿う軸と交差する内面のうち、前記方向において最も距離が大きい2つの内面の間に位置する前記原子セルの部分において、前記部分は、前記第1保持部材と接触している第1部分と、前記第2保持部材と接触し
ている第2部分と、を有し、前記部分において、前記第1部分の前記方向における長さは、前記第1室の前記方向における長さと前記通路の前記方向における長さとの和よりも大きく、前記第2部分の前記方向における長さは、前記第2室の前記方向における長さよりも小さくてもよい。
ている第2部分と、を有し、前記部分において、前記第1部分の前記方向における長さは、前記第1室の前記方向における長さと前記通路の前記方向における長さとの和よりも大きく、前記第2部分の前記方向における長さは、前記第2室の前記方向における長さよりも小さくてもよい。
前記原子発振器の一態様において、前記原子セルを保持する第1保持部材および第2保持部材を含み、前記第1保持部材の温度は、前記第2保持部材の温度よりも高く、前記原子セルの、前記発光素子から出射された光が進む方向に沿う軸と交差する内面のうち、前記方向において最も距離が大きい2つの内面の間に位置する前記原子セルの部分において、前記部分は、第1部材と接触している第1部分と、前記第2保持部材と接触している第2部分と、を有し、前記部分において、前記第1部分の前記方向における長さは、前記第1室の前記方向における長さよりも小さく、前記第2部分の前記方向における長さは、前記第2室の前記方向における長さと前記通路の前記方向における長さとの和よりも大きくてもよい。
前記原子発振器の一態様において、前記第1室は、前記発光素子から出射された光が通過する窓を有し、前記通路は、前記窓に接続されていてもよい。
前記原子発振器の一態様において、前記第1室の、前記発光素子から出射された光が進む方向と直交する方向に沿う第1軸と交差する内面の2つの領域の間の距離、および、前記第2室の、前記第1軸と平行な第2軸と交差する内面の2つの領域の間の距離は、前記通路の、前記第1軸と平行な第3軸と交差する内面の2つの領域の間の距離よりも大きくてもよい。
前記原子発振器の一態様において、前記第1室の、前記発光素子から出射された光が進む方向と直交する方向に沿う第1軸と交差する内面の2つの領域の間の距離は、前記第2室の、前記第1軸と平行な第2軸と交差する内面の2つの領域の間の距離よりも大きく、前記第2室の、前記第2軸と交差する内面の2つの領域の間の距離は、前記通路の、前記第1軸と平行な第3軸と交差する内面の2つの領域の間の距離と同じであってもよい。
本発明に係る周波数信号生成システムの一態様は、原子発振器を含む、周波数信号生成システムであって、前記原子発振器は、光を出射する発光素子と、気体のアルカリ金属原子が収容され、前記発光素子から出射された光が通過する第1室と、液体のアルカリ金属原子が収容された第2室と、前記第1室と前記第2室とを接続する通路と、を有する原子セルと、前記第1室を通過した光を受光する受光素子と、を含み、前記受光素子は、前記第1室と前記第2室との間に配置されている。
本発明に係る周波数信号生成システムの一態様は、原子発振器を含む、周波数信号生成システムであって、前記原子発振器は、光を出射する発光素子と、気体のアルカリ金属原子が収容され、前記発光素子から出射された光が通過する第1室と、液体のアルカリ金属原子が収容された第2室と、前記第1室と前記第2室とを接続する通路と、を有する原子セルと、前記第1室を通過した光を受光する受光素子と、を含み、前記発光素子は、前記第1室と前記第2室との間に配置されている。
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
1. 第1実施形態
1.1. 原子発振器
1.1.1. 概略
まず、第1実施形態に係る原子発振器について、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る原子発振器100を示す概略図である。
1.1. 原子発振器
1.1.1. 概略
まず、第1実施形態に係る原子発振器について、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る原子発振器100を示す概略図である。
原子発振器100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。また、本発明に係る原子発振器は、光およびマイクロ波による二重共鳴現象を利用した原子発振器であってもよい。
原子発振器100は、図1に示すように、光源ユニット10と、光学系ユニット20と、原子セルユニット30と、光源ユニット10および原子セルユニット30を制御する制御ユニット50と、を含む。以下、まず、原子発振器100の概略について説明する。
光源ユニット10は、ペルチェ素子11と、発光素子12と、温度センサー13と、を有している。
発光素子12は、周波数の異なる2種の光を含んでいる直線偏光の光LLを出射する。発光素子12は、例えば、垂直共振器面発光レーザー(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser)などである。温度センサー13は、発光素子12の温度を検出する。ペルチェ素子11は、発光素子12の温度を制御する。
光学系ユニット20は、光源ユニット10と原子セルユニット30との間に配置されている。光学系ユニット20は、減光フィルター21と、レンズ22と、1/4波長板23と、を有している。
減光フィルター21は、発光素子12から出射された光LLの強度を減少させる。レンズ22は、光LLの放射角度を調整する。具体的には、レンズ22は、光LLを平行光にする。1/4波長板23は、光LLに含まれる周波数の異なる2種の光を、直線偏光から円偏光に変換する。
原子セルユニット30は、原子セル31と、受光素子32と、第1温度制御素子37aと、第2温度制御素子37bと、第1温度検出素子38aと、第2温度検出素子38bと、コイル39と、を有している。
原子セル31には、アルカリ金属原子が収容されている。アルカリ金属原子は、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。原子セル31には、発光素子12から出射された光LLが減光フィルター21、レンズ22、および1/4波長板23を介して入射する。
受光素子32は、原子セル31を通過した光LLを受光し、検出する。受光素子32は、例えば、フォトダイオードである。
第1温度制御素子37aは、原子セル31に収容されたアルカリ金属原子を加熱し、アルカリ金属原子の少なくとも一部をガス状態とする。第1温度制御素子37aは、例えば、ヒーターである。第1温度検出素子38aは、原子セル31の温度を検出する。第2温度制御素子37bは、例えば、第1温度制御素子37aよりも低い温度に原子セル31を加熱する。第2温度制御素子37bは、例えば、ペルチェ素子である。第2温度検出素子38bは、原子セル31の温度を検出する。温度検出素子38a,38bおよび温度センサー13は、例えば、サーミスターなどである。
コイル39は、原子セル31に収容されたアルカリ金属原子に所定方向の磁場を印加し、アルカリ金属原子のエネルギー準位をゼーマン分裂させる。アルカリ金属原子がゼーマン分裂した状態において、円偏光した共鳴光対がアルカリ金属原子に照射されると、アルカリ金属原子がゼーマン分裂した複数の準位のうち、所望のエネルギー準位のアルカリ金属原子の数を他のエネルギー準位のアルカリ金属原子の数に対して相対的に多くなる。そのため、所望のEIT現象を発現する原子数が増大し、所望のEIT信号が大きくなる。その結果、原子発振器100の発振特性を向上させることができる。
制御ユニット50は、第1温度制御部51aと、第2温度制御部51bと、光源制御部52と、磁場制御部53と、第3温度制御部54と、を有している。第1温度制御部51aは、第1温度検出素子38aの検出結果に基づいて、原子セル31の内部が所望の温度となるように、第1温度制御素子37aへの通電を制御する。第2温度制御部51bは、第2温度検出素子38bの検出結果に基づいて、原子セル31の内部が所望の温度となるように、第2温度制御素子37bへの通電を制御する。磁場制御部53は、コイル39が発生する磁場が一定となるように、コイル39への通電を制御する。第3温度制御部54は、温度センサー13の検出結果に基づいて、発光素子12の温度が所望の温度となるように、ペルチェ素子11への通電を制御する。
光源制御部52は、受光素子32の検出結果に基づいて、EIT現象が生じるように、発光素子12から出射された光LLに含まれる2種の光の周波数を制御する。ここで、これら2種の光が原子セル31に収容されたアルカリ金属原子の2つの基底準位間のエネルギー差に相当する周波数差の共鳴光対となったとき、EIT現象が生じる。光源制御部52は、2種の光の周波数の制御に同期して安定化するように発振周波数が制御される図示しない電圧制御型発振器を備えており、この電圧制御型発振器(VCO:Voltage Controlled Oscillator)の出力信号を原子発振器100の出力信号(クロック信号)として出力する。
1.1.2. 具体的な構成
次に、原子発振器100の具体的な構成について説明する。図2および図3は、原子発
振器100を模式的に示す断面図である。なお、図2は、図3のII−II線断面図である。また、図2,3および後述する図4では、互いに直交する3軸として、X軸、Y軸、およびZ軸を図示している。
次に、原子発振器100の具体的な構成について説明する。図2および図3は、原子発
振器100を模式的に示す断面図である。なお、図2は、図3のII−II線断面図である。また、図2,3および後述する図4では、互いに直交する3軸として、X軸、Y軸、およびZ軸を図示している。
原子発振器100は、図2および図3に示すように、光源ユニット10と、光学系ユニット20と、原子セルユニット30と、支持部材40と、制御ユニット50と、外容器60と、を含む。
ここで、Z軸は、外容器60の基体62の内面62aの垂線Pに沿う軸であり、+Z軸方向は、内面62aから内面62a上に配置されている部品へ向かう方向である。X軸は、光源ユニット10から出射された光に沿う軸であり、+X軸方向は、光源ユニット10から出射された光の進む方向である。Y軸は、X軸およびZ軸に垂直な軸であり、+Y軸方向は、+Z軸方向を上、+X軸方向を右に向けた時に、手前から奥へ向かう方向である。
光源ユニット10は、支持部材40に配置されている。光源ユニット10は、ペルチェ素子11と、発光素子12と、温度センサー13と、これらを収容している光源容器14と、光源容器14が配置される光源基板15と、を有している。光源基板15は、例えば、支持部材40に固定されている。ペルチェ素子11、発光素子12、および温度センサー13は、制御ユニット50と電気的に接続されている。
光学系ユニット20は、支持部材40に配置されている。光学系ユニット20は、減光フィルター21と、レンズ22と、1/4波長板23と、これらを保持しているホルダー24と、を有している。ホルダー24は、例えば、支持部材40に固定されている。
ホルダー24には、貫通孔25が設けられている。貫通孔25は、光LLの通過領域である。貫通孔25には、減光フィルター21、レンズ22、および1/4波長板23が光源ユニット10側からこの順で配置されている。
原子セルユニット30は、原子セル31と、受光素子32と、第1保持部材33と、第2保持部材34と、第1原子セル容器35と、第2原子セル容器36と、第1温度制御素子37aと、第2温度制御素子37bと、第1温度検出素子38aと、第2温度検出素子38bと、を有している。原子セルユニット30の詳細な構成については、後述する。
なお、コイル39は、図2および図3では図示していないが、例えば、原子セル31の外周に沿って巻回して設けられているソレノイド型のコイル、または、原子セル31を介して対向するヘルムホルツ型の1対のコイルである。コイル39は、原子セル31内に光の光軸Aに沿った方向の磁場を発生させる。これにより、原子セル31に収容されたアルカリ金属原子の縮退している異なるエネルギー準位間のギャップをゼーマン分裂により拡げて、分解能を向上させ、EIT信号の線幅を小さくすることができる。
支持部材40は、図2に示すように、外容器60の基体62に片持ちで固定されている。図示の例では、支持部材40は、基体62の台座部63に固定されている。支持部材40の材質は、例えば、アルミニウム、銅である。支持部材40は、炭素繊維を用いたカーボンシートであってもよい。
支持部材40には、貫通孔42が設けられている。貫通孔42は、支持部材40をZ軸方向に貫通している。Z軸方向からみて、原子セルユニット30は、貫通孔42と重なる様に配置されている。原子セルユニット30は、支持部材40に支持されている。図示の例では、第1原子セル容器35は、スペーサー44を介して支持部材40に支持されてい
る。スペーサー44の材質は、例えば、エンジニアリングプラスチック、液晶ポリマー(LCP:Liquid Crystal Polymer)樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などの樹脂である。
る。スペーサー44の材質は、例えば、エンジニアリングプラスチック、液晶ポリマー(LCP:Liquid Crystal Polymer)樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などの樹脂である。
制御ユニット50は、回路基板55を有している。回路基板55は、複数のリードピン59を介して、外容器60の基体62に固定されている。回路基板55は、図示しないIC(Integrated Circuit)チップが配置されており、ICチップは、温度制御部51a,51b,54、光源制御部52、および磁場制御部53として機能する。ICチップは、光源ユニット10および原子セルユニット30と電気的に接続されている。回路基板55には、支持部材40が挿通されている貫通孔56が設けられている。
外容器60は、光源ユニット10、光学系ユニット20、原子セルユニット30、支持部材40、および制御ユニット50を収容している。外容器60は、基体62と、基体62とは別体の蓋体64と、を有している。
外容器60の材質は、例えば、パーマロイ、ケイ素鉄などである。このような材料を用いることにより、外容器60は、外部からの磁場を遮蔽することができる。これにより、外部からの磁場によって原子セル31内のアルカリ金属原子が影響を受けることを抑え、原子発振器100の発振特性の安定化を図ることができる。外容器60の内部は、窒素雰囲気であってもよいし、真空であってもよい。
1.1.3. 原子セルユニットの構成
次に、原子セルユニット30の具体的な構成について説明する。図4は、原子セルユニット30を模式的に示す断面図である。図5は、原子セルユニット30の原子セル31を模式的に示す斜視図である。
次に、原子セルユニット30の具体的な構成について説明する。図4は、原子セルユニット30を模式的に示す断面図である。図5は、原子セルユニット30の原子セル31を模式的に示す斜視図である。
原子セルユニット30は、図4および図5に示すように、原子セル31と、受光素子32と、第1保持部材33と、第2保持部材34と、第1原子セル容器35と、第2原子セル容器36と、第1温度制御素子37aと、第2温度制御素子37bと、第1温度検出素子38aと、第2温度検出素子38bと、を有している。
原子セル31は、図4に示すように、発光素子12から出射された光が通過する第1室112と、第2室114と、通路116と、を有している。
第1室112には、気体のアルカリ金属原子が収容されている。第1室112は、第1空間102と、第1空間102を規定している第1壁122と、を有している。気体のアルカリ金属原子は、第1空間102に存在している。第1壁122は、発光素子12から出射された光が通過する第1窓122aおよび第2窓122bを有している。発光素子12から出射された光は、第1窓122aから第1室112に入射し、第2窓122bから出射される。図示の例では、第1窓122aは、第1壁122の−X軸方向側の部分である。第2窓122bは、第1壁122の+X軸方向側の部分である。
第2室114には、液体のアルカリ金属原子Mが収容されている。そのため、第1室112に収容された気体のアルカリ金属原子が第1壁122との反応等により減少した場合、液体のアルカリ金属原子Mが気化して、第1室112に収容された気体のアルカリ金属原子の濃度を一定に保つことができる。第2室114は、第2空間104と、第2空間104を規定している第2壁124と、を有している。図示の例では、液体のアルカリ金属原子Mは、第2空間104の第1室112側とは反対側の角部に第2壁124と接して存在している。第2壁124は、蓋部124aを有している。図示の例では、蓋部124aは、第2壁124の+X軸方向側の部分である。
通路116は、第1室112と第2室114とを接続している。通路116は、第1室112と第2室114との間に配置されている。通路116は、第3空間106と、第3空間106を規定する第3壁126と、を有している。第3空間106は、第1空間102と第2空間104とを接続している。第3壁126は、第1壁122と第2壁124とを接続している。図示の例では、第3壁126は、第1壁122の第2窓122bに接続されている。
図示の例では、第1空間102、第2空間104、および第3空間106の内壁面の形状は、円柱である。第1壁122、第2壁124、および第3壁126の外形形状は、円柱である。そのため、壁122,124,126の外形形状が直方体である場合に比べて、例えば、原子セル31にコイル39を巻きつける場合に、コイル39が傷つき難い。壁122,124,126の材質は、例えば、ガラスであり、より具体的には、アルミノケイ酸ガラスである。
第1室112の第1空間102のX軸方向における長さは、例えば、5mm以上15mm以下であり、好ましくは10mmである。第2室114の第2空間104のX軸方向における長さは、例えば、2mm以上8mm以下であり、好ましくは5mmである。通路116の第3空間106のX軸方向における長さは、例えば、1mm以上4mm以下であり、好ましくは2mmである。なお、本明細書において、室の「空間のある方向における長さ」とは、ある方向に沿う仮想軸と交わる、その室の空間を規定する2つの内壁面、または内壁面の延長面の間の距離を意味する。
発光素子12と受光素子32とが並ぶ方向と直交する方向において、第1室112の第1空間102の長さW1および第2室114の第2空間104の長さW2は、通路116の第3空間106の長さW3よりも大きい。
長さW1は、第1軸A1と交差する内面2の2つ領域2a,2bの間の距離である。 長さW2は、第2軸A2と交差する内面4の2つ領域4a,4bの間の距離である。長さW3は、第3軸A3と交差する内面6の2つ領域6a,6bの間の距離である。内面2は、第1壁122の内面である。内面4は、第2壁124の内面である。内面6は、第3壁126の内面である。軸A1,A2,A3は、発光素子12から出射された光が進む方向と直交する方向に沿う軸である。軸A1,A2,A3は、互いに平行である。
図示の例では、発光素子12と受光素子32が並ぶ方向は、X軸方向、すなわち発光素子12から出射された光LLが進む方向であり、Y軸方向において、図示の例では、長さW1,W2は、長さW3よりも大きい。長さW1,W2は、例えば、同じである。長さW1,W2は、例えば、3mm以上10mm以下であり、好ましくは5mmである。長さW3は、例えば、1.5mm以上2mm以下である。第1壁122のY軸方向の大きさは、例えば、5mm以上15mm以下であり、好ましくは7mmである。
第1室112と第2室114との間には、間隙部118が設けられている。図示の例では、間隙部118は、通路116の+Y軸方向側に位置している。
原子セル31の製造方法としては、例えば、まず、第1壁122となる第1円柱状部材、第2壁124となる第2円柱状部材、第3壁126となる第3円柱状部材を準備し、これらを接続させる。次に、接続された第1,第2,第3円柱状部材にドリルなどで貫通孔を形成する。第3円柱状部材に形成された貫通孔は、第3空間106となる。次に、第1円柱状部材に一方側から貫通孔を形成して、第1空間102を形成し、第2円柱状部材に他方側から貫通孔を形成して、第2空間104を形成する。次に、第1円柱状部材に第1
窓122aを接続し、第2円柱状部材に蓋部124aを接続する。間隙部118は、第1円柱状部材および第2円柱状部材と、第3円柱状部材と、の径の差によって形成される。以上により、原子セル31を製造することができる。
窓122aを接続し、第2円柱状部材に蓋部124aを接続する。間隙部118は、第1円柱状部材および第2円柱状部材と、第3円柱状部材と、の径の差によって形成される。以上により、原子セル31を製造することができる。
受光素子32は、第1室112を通過した光を受光する。受光素子32は、第1室112と第2室114との間に配置されている。図示の例では、受光素子32は、第2壁124の、間隙部118を規定する部分に配置されている。受光素子32は、制御ユニット50と電気的に接続されている。発光素子12は、第1室112に対して、受光素子32とは反対側に配置されている。図示の例では、発光素子12は、第1室112の−X軸方向側に配置され、受光素子32は、第1室112の+X軸方向側に配置されている。
第1保持部材33および第2保持部材34は、原子セル31を保持している。保持部材33,34は、原子セル31の外表面に配置されている。保持部材33,34を構成する材料の熱伝導率は、壁122,124,126を構成する材料の熱伝導率および第1原子セル容器35を構成する材料の熱伝導率よりも高い。保持部材33,34の材質は、例えば、アルミニウム、チタン、銅、真鍮などである。
第1保持部材33は、第1温度制御素子37aの熱を、第1室112に存在する気体のアルカリ金属原子に伝える。第1保持部材33の温度は、第2保持部材34の温度よりも高い。図示の例では、第1保持部材33は、第1壁122、第3壁126、および第2壁124の一部を囲んでいる。第1保持部材33には、発光素子12から出射された光が通過する貫通孔33aが設けられている。
第2保持部材34は、第2温度制御素子37bの熱を、第2室114に存在する液体のアルカリ金属原子Mに伝える。第2保持部材34の温度は、第1保持部材33の温度よりも低い。第2保持部材34は、第1保持部材33と離れて配置されている。図示の例では、第2保持部材34は、第2壁124を囲んでいる。なお、図示はしないが、保持部材33,34は、原子セル31に巻きつけられた電熱線を有していてもよい。
原子セル31は、胴体130を有している。胴体130は、原子セル31の、発光素子12から出射された光LLが進む方向に沿う第4軸A4と交差する内面8のうち、最も距離が大きい2つの内面8a,8bの間に位置する部分である。言い換えると、原子セル31の、光LLが進む方向における両端の壁を除いた部分である。図示の例では、軸A4は、X軸と平行である。
胴体130は、第1室112側の第1部分132と、第2室114側の第2部分134と、を有している。第1部分132は、第1保持部材33と接触している部分である。第2部分134は、第2保持部材34と接触している部分である。第1部分132は、例えば、胴体130のうち第1保持部材33で囲まれた部分である。第2部分134は、例えば、胴体130のうち第2保持部材34で囲まれた領域である。第1部分132の温度は、第2部分134の温度よりも高い。なお、第1保持部材33および第2保持部材34と原子セル31とは、直接接触していなくてもよい。例えば、第1保持部材33および第2保持部材34の少なくとも一方と、原子セル31との間に、接着剤等が配置されていてもよい。
胴体130において、第1部分132のX軸方向における長さE1は、第1室112のX軸方向における長さと通路116のX軸方向における長さとの和(D1+D3)よりも大きい。胴体130において、第2部分134のX軸方向における長さE2は、第2室114の大きさD2よりも小さい。
第1原子セル容器35は、原子セル31、受光素子32、および保持部材33,34を収容している。第1原子セル容器35は、略直方体の外形形状を有している。第1原子セル容器35には、発光素子12から出射された光が通過する貫通孔35aが設けられている。第1原子セル容器35の材質は、例えば、外容器60と同じである。第1原子セル容器35は、外部からの磁場を遮蔽することができる。
第1温度制御素子37aおよび第1温度検出素子38aは、例えば、第1原子セル容器35の外表面に配置されている。図示の例では、第1温度制御素子37aおよび第1温度検出素子38aは、第1原子セル容器35の第1保持部材33と接する部分の外表面に配置されている。第1温度制御素子37aは、第1原子セル容器35および第1保持部材33を介して、第1室112を加熱する。
第2温度制御素子37bおよび第2温度検出素子38bは、第1原子セル容器35の外表面に配置されている。具体的には、第2温度制御素子37bおよび第2温度検出素子38bは、第1原子セル容器35の第2保持部材34と接する部分の外表面に配置されている。第2温度制御素子37bは、例えば、第1原子セル容器35および第2保持部材34を介して、第2室114を加熱する。または、第2温度制御素子37bは、例えば、第1原子セル容器35および第2保持部材34を介して、第2室114の熱を外部に放熱させ、第2室114を冷却する。
なお、第2温度制御素子37bおよび第2温度検出素子38bは、配置されていなくてもよい。この場合、自然冷却によって、第2室114を冷却することができる。
第2原子セル容器36は、第1原子セル容器35、温度制御素子37a,37b、および温度検出素子38a,38bを収容している。第2原子セル容器36には、発光素子12から出射された光が通過する貫通孔36aが設けられている。第2原子セル容器36の材質は、例えば、第1原子セル容器35と同じである。第2原子セル容器36は、外部からの磁場を遮蔽することができる。第1原子セル容器35および第2原子セル容器36は、例えば、互いに離れて配置されている。そのため、例えば第1原子セル容器35と第2原子セル容器36とが接触している場合に比べて、外部からの磁場を遮蔽する機能を高めることができる。
原子発振器100は、例えば、以下の効果を有する。
原子発振器100では、光を出射する発光素子12と、気体のアルカリ金属原子が収容され、発光素子12から出射された光が通過する第1室112と、液体のアルカリ金属原子Mが収容された第2室114と、第1室112と第2室114とを接続する通路116と、を有する原子セル31と、第1室112を通過した光を受光する受光素子32と、を含み、受光素子32は、第1室112と第2室114との間に配置されている。
そのため、原子発振器100では、発光素子12から出射された光は、第1室112を第2室114に向かって進み、第1室112と第2室114との間に配置された受光素子32は、発光素子12から出射された光の光路の終点となる。第1室112と第2室114とが光路と直交する方向に並んでいる場合には、第1室112および第2室114のうち一方の温度が第1室112および第2室114のうち他方に、光路に沿って影響を与える可能性がある。これに対し、原子発振器100では、第1室112と第2室114とは光路の終点において隣り合うので、一方の温度が他方の温度に光路に沿って与える影響を小さくできる。したがって、第1室112および第2室114のうちの一方の温度が他方に影響し難い構成を容易に実現することができる。その結果、原子セル31に収容されたアルカリ金属原子の状態を容易に制御することができる。
また、原子発振器100では、第1室112および第2室114のうち一方の温度が他方の温度に与える影響が小さいので、例えば、第1室112のX軸方向の長さを変えずに、すなわち、第1室112における光路長を変えずに、容易に、原子セル31の他の部分、例えば、第1室112と第2室114との間の距離や、第2室114のX軸方向の長さを変えることができる。したがって、原子セル31の一部の寸法を変更しても、原子発振器100の発振周波数の精度への影響を第1室112と第2室114とが光路と直交する方向に並んでいる原子セルにおいて寸法を変更する場合よりも小さくできる。
また、原子発振器100では、第1室112および第2室114のうちの一方の温度が他方に影響し難い状態で、容易に、第1室112における光路長を変えることができる。例えば、第1室112における光路長が大きいと、発光素子12から出射された光と、アルカリ金属原子と、の反応時間が長くなり、原子発振器100の発振周波数の精度を高くすることができる。
上述のように、原子発振器100では、原子セル31の一部の寸法を容易に変更できるので、商品のバリエーションを容易に増やすことができる。
さらに、原子発振器100では、第1室112および第2室114が光路と直交する方向に配置されている場合に比べて、第1壁122の第1窓122aと、第2室114と、の間の距離を大きくすることができる。そのため、第2室114の温度によって第1窓122aにアルカリ金属原子が析出し難く、原子発振器100の発振特性の安定化を図ることができる。なお、第2窓122bは、光が第1室112から出射する側であるため、仮に第2室114の温度によって第1窓122aにアルカリ金属原子が析出したとしても、第1窓122aにアルカリ金属原子が析出するよりは、原子発振器100の発振周波数に影響を及ぼさない。
原子発振器100では、胴体130において、第1部分132のX軸方向における長さE1は、第1室112のX軸方向における長さと通路116のX軸方向における長さとの和(D1+D3)よりも大きく、第2部分134のX軸方向における長さD2は、第2室114のX軸方向における長さD2よりも小さい。そのため、原子発振器100では、例えば胴体におけて長さE2が第1室と通路とのX軸方向における長さの和よりも大きい場合に比べて、第1室112に温度勾配が生じ難い。そのため、原子発振器100の発振器周波数のばらつきが小さい。例えば、第1室112に温度勾配が生じると、様々な温度依存をもった光が検出され、発振周波数のばらつきが大きくなる。
原子発振器100では、第1室112は、発光素子12から出射された光が通過する第2窓122bを有し、第3壁126は、第2窓122bに接続されている。そのため、原子発振器100では、第1室112の第2窓122b以外の部分に通路116を接続する場合よりも単純な構造で、発光素子12と受光素子32とが並ぶ方向に、第1室112および第2室114を並べて配置させることができる。
原子発振器100では、第1室112の2つの領域2a,2bの間の距離W1、および、第2室114の2つの領域4a,4bの間の距離W2は、通路116の2つの領域6a,6bの間の距離W3よりも大きい。そのため、原子発振器100では、例えば、距離W2,W3が同じ場合に比べて、液体のアルカリ金属原子Mが第1室112に侵入し難い。
1.2. 原子発振器の変形例
1.2.1. 第1変形例
次に、第1実施形態の第1変形例に係る原子発振器200について、図面を参照しなが
ら説明する。図6は、第1実施形態の第1変形例に係る原子発振器200の原子セルユニット30を模式的に示す断面図である。なお、図6および後述する図7では、互いに直交する3軸として、X軸、Y軸、およびZ軸を図示している。
1.2.1. 第1変形例
次に、第1実施形態の第1変形例に係る原子発振器200について、図面を参照しなが
ら説明する。図6は、第1実施形態の第1変形例に係る原子発振器200の原子セルユニット30を模式的に示す断面図である。なお、図6および後述する図7では、互いに直交する3軸として、X軸、Y軸、およびZ軸を図示している。
以下、第1実施形態の第1変形例に係る原子発振器200において、上述した第1実施形態に係る原子発振器100の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。このことは、後述する第1実施形態の第2変形例に係る原子発振器において、同様である。
上述した原子発振器100では、図4に示すように、胴体130において、第1部分132のX軸方向における長さE1は、第1室112のX軸方向における長さと通路116のX軸方向における長さとの和(D1+D3)よりも大きかった。さらに、胴体130において、第2部分134のX軸方向における長さD2は、第2室114のX軸方向における長さD2よりも小さかった。
これに対し、原子発振器200では、図6に示すように、胴体130において、第1部分132のX軸方向における長さE1は、第1室112のX軸方向における長さD1よりも小さい。さらに、胴体130において、第2部分134のX軸方向における長さE2は、第2室114のX軸方向における長さと通路116のX軸方向における長さとの和(D2+D3)よりも大きい。
原子発振器200では、胴体130において、第1部分132のX軸方向における長さE1は、第1室112のX軸方向における長さD1よりも小さく、第2部分134のX軸方向における長さE2は、第2室114のX軸方向における長さと通路116のX軸方向における長さとの和(D2+D3)よりも大きい。そのため、原子発振器200では、胴体におけて長さE1が第1室と通路とのX軸方向における長さの和よりも大きい場合に比べて、受光素子32の温度を下げることができる。そのため、原子発振器200では、受光素子32のノイズを小さくすることができる。
1.2.2. 第2変形例
次に、第1実施形態の第2変形例に係る原子発振器300について、図面を参照しながら説明する。図7は、第1実施形態の第2変形例に係る原子発振器300の原子セル31を模式的に示す断面図である。図8は、第1実施形態の第2変形例に係る原子発振器300の原子セル31を模式的に示す斜視図である。
次に、第1実施形態の第2変形例に係る原子発振器300について、図面を参照しながら説明する。図7は、第1実施形態の第2変形例に係る原子発振器300の原子セル31を模式的に示す断面図である。図8は、第1実施形態の第2変形例に係る原子発振器300の原子セル31を模式的に示す斜視図である。
上述した原子発振器100では、図4に示すように、第1室112の2つの領域2a,2bの間の距離W1、および、第2室114の2つの領域4a,4bの間の距離W2は、通路116の2つの領域6a,6bの間の距離W3よりも大きかった。さらに、原子発振器100では、図5に示すように、壁122,124,126の外形形状は、円柱であった。
これに対し、原子発振器300では、図7に示すように、第1室112の2つの領域2a,2bの間の距離W1は、第2室114の2つの領域4a,4bの間の距離W2よりも大きい。さらに、第2室114の2つの領域4a,4bの間の距離W2は、通路116の2つの領域6a,6bの間の距離W3と同じである。さらに、原子発振器300では、図8に示すように、壁122,124,126の外形形状は、直方体である。
原子セル31の製造方法としては、例えば、まず、壁122,124,126となる直方体部材を用意し、切削やエッチングなどにより、間隙部118を形成する。次に、直方体部材の一方側からドリルなどで穴を形成し、第3空間106および第2空間104を形
成する。次に、直方体部材の一方側から穴を形成し、第1空間102を形成する。次に、直方体部材に第1窓122aを接続する。以上により、原子セル31を製造することができる。
成する。次に、直方体部材の一方側から穴を形成し、第1空間102を形成する。次に、直方体部材に第1窓122aを接続する。以上により、原子セル31を製造することができる。
原子発振器300では、第1室112の2つの領域2a,2bの間の距離W1は、第2室114の2つの領域4a,4bの間の距離W2よりも大きく、第2室114の2つの領域4a,4bの間の距離W2は、通路116の2つの領域6a,6bの間の距離W3と同じである。そのため、例えば、距離W2が距離W3よりも大きい場合に比べて、ドリルなどで穴を形成する回数を減らすことができる。さらに、第3空間106を封止するための蓋部を別途形成する工程を省略することができる。
第2室114の形状と、原子セル31の外形形状との組み合わせは、第1実施形態および本実施形態の組み合わせに限定されず、任意である。例えば、第2室114の距離W2が通路116の距離W3よりも大きい原子セル31の外形形状が直方体であっても良い。また、第2室114の距離W2が通路116の距離W3と同じである原子セル31の外形形状が円筒形であっても良い。
さらに、第2室114の形状、および原子セル31の外形形状は、上述の実施形態および変形例、および、後述の実施形態および変形例のいずれとも任意に組み合わせることが可能である。
2. 第2実施形態
2.1. 原子発振器
次に、第2実施形態に係る原子発振器400について、図面を参照しながら説明する。図9は、第2実施形態に係る原子発振器400の原子セルユニット30を模式的に示す断面図である。なお、図9および後述する図10では、互いに直交する3軸として、X軸、Y軸、およびZ軸を図示している。
2.1. 原子発振器
次に、第2実施形態に係る原子発振器400について、図面を参照しながら説明する。図9は、第2実施形態に係る原子発振器400の原子セルユニット30を模式的に示す断面図である。なお、図9および後述する図10では、互いに直交する3軸として、X軸、Y軸、およびZ軸を図示している。
以下、第2実施形態に係る原子発振器400において、上述した第1実施形態に係る原子発振器100の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
上述した原子発振器100では、図4に示すように、受光素子32は、第1室112と第2室114との間に配置されていた。
これに対し、原子発振器400では、図9に示すように、発光素子12は、第1室112と第2室114との間に配置されている。受光素子32は、第1室112に対して、発光素子12とは反対側に配置されている。受光素子32は、例えば、図示しない支持部によって支持されている。
なお、図示はしないが、発光素子12と第1室112との間に光学素子が配置されていてもよい。
原子発振器400は、例えば、以下の効果を有する。
原子発振器400では、発光素子12から出射された光は、第1室112を第2室114側とは反対側に向かって進み、発光素子12は、第1室112と第2室114との間に配置されている。そのため、原子発振器400では、第1室112と第2室114との間に配置された発光素子12は、光路の始点となる。したがって、原子発振器400では、原子発振器100と同様に、第1室112および第2室114のうちの一方の温度が他方に影響し難い構成を容易に実現することができる。
2.2. 原子発振器の変形例
次に、第2実施形態の変形例に係る原子発振器500について、図面を参照しながら説明する。図10は、第2実施形態の変形例に係る原子発振器500の原子セルユニット30を模式的に示す断面図である。
次に、第2実施形態の変形例に係る原子発振器500について、図面を参照しながら説明する。図10は、第2実施形態の変形例に係る原子発振器500の原子セルユニット30を模式的に示す断面図である。
以下、第2実施形態の変形例に係る原子発振器500において、上述した第2実施形態に係る原子発振器400の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
上述した原子発振器400では、図9に示すように、胴体130において、第1部分132のX軸方向における長さE1は、第1室112のX軸方向における長さと通路116のX軸方向における長さとの和(D1+D3)よりも大きかった。さらに、胴体130において、第2部分134のX軸方向における長さD2は、第2室114のX軸方向における長さD2よりも小さかった。
これに対し、原子発振器500では、図10に示すように、胴体130において、第1部分132のX軸方向における長さE1は、第1室112のX軸方向における長さD1よりも小さい。さらに、胴体130において、第2部分134のX軸方向における長さE2は、第2室114のX軸方向における長さと通路116のX軸方向における長さとの和(D2+D3)よりも大きい。
原子発振器500では、胴体130において、第1部分132のX軸方向における長さE1は、第1室112のX軸方向における長さD1よりも小さく、第2部分134のX軸方向における長さE2は、第2室114のX軸方向における長さと通路116のX軸方向における長さとの和(D2+D3)よりも大きい。そのため、原子発振器500では、胴体におけて長さE1が第1室と通路とのX軸方向における長さの和よりも大きい場合に比べて、発光素子12の温度を下げることができる。そのため、原子発振器500では、発光素子12の長寿命化を図ることができる。
さらに、原子発振器500では、第2温度制御素子37bを、図1に示すペルチェ素子11として用いることができる。さらに、第2温度検出素子38bを、図1に示す温度センサー13として用いることができる。したがって、原子発振器500では、部品数を削減することができる。
3. 第3実施形態
次に、第3実施形態に係る周波数信号生成システムについて、図面を参照しながら説明する。以下のタイミングサーバーとしてのクロック伝送システムは、周波数信号生成システムの一例である。図11は、クロック伝送システム900を示す概略構成図である。
次に、第3実施形態に係る周波数信号生成システムについて、図面を参照しながら説明する。以下のタイミングサーバーとしてのクロック伝送システムは、周波数信号生成システムの一例である。図11は、クロック伝送システム900を示す概略構成図である。
本発明に係るクロック伝送システムは、本発明に係る原子発振器を含む。以下では、一例として、原子発振器100を含むクロック伝送システム900について説明する。
クロック伝送システム900は、時分割多重方式のネットワーク内の各装置のクロックを一致させるものであって、N(Normal)系およびE(Emergency)系の冗長構成を有するシステムである。
クロック伝送システム900は、図11に示すように、A局(上位(N系))のクロック供給装置901およびSDH(Synchronous Digital Hierarchy)装置902と、B局(上位(E系))のクロック供給装置903およびSDH装置904と、C局(下位)の
クロック供給装置905およびSDH装置906,907と、を備える。クロック供給装置901は、原子発振器100を有し、N系のクロック信号を生成する。クロック供給装置901内の原子発振器100は、セシウムを用いた原子発振器を含むマスタークロック908,909からのより高精度なクロック信号と同期して、クロック信号を生成する。
クロック供給装置905およびSDH装置906,907と、を備える。クロック供給装置901は、原子発振器100を有し、N系のクロック信号を生成する。クロック供給装置901内の原子発振器100は、セシウムを用いた原子発振器を含むマスタークロック908,909からのより高精度なクロック信号と同期して、クロック信号を生成する。
SDH装置902は、クロック供給装置901からのクロック信号に基づいて、主信号の送受信を行うとともに、N系のクロック信号を主信号に重畳し、下位のクロック供給装置905に伝送する。クロック供給装置903は、原子発振器100を有し、E系のクロック信号を生成する。クロック供給装置903内の原子発振器100は、セシウムを用いた原子発振器を含むマスタークロック908,909からのより高精度なクロック信号と同期して、クロック信号を生成する。
SDH装置904は、クロック供給装置903からのクロック信号に基づいて、主信号の送受信を行うとともに、E系のクロック信号を主信号に重畳し、下位のクロック供給装置905に伝送する。クロック供給装置905は、クロック供給装置901,903からのクロック信号を受信し、その受信したクロック信号に同期して、クロック信号を生成する。
クロック供給装置905は、通常、クロック供給装置901からのN系のクロック信号に同期して、クロック信号を生成する。そして、N系に異常が発生した場合、クロック供給装置905は、クロック供給装置903からのE系のクロック信号に同期して、クロック信号を生成する。このようにN系からE系に切り換えることにより、安定したクロック供給を担保し、クロックパス網の信頼性を高めることができる。SDH装置906は、クロック供給装置905からのクロック信号に基づいて、主信号の送受信を行う。同様に、SDH装置907は、クロック供給装置905からのクロック信号に基づいて、主信号の送受信を行う。これにより、C局の装置をA局またはB局の装置と同期させることができる。
第3実施形態に係る周波数信号生成システムは、クロック伝送システムに限定されない。周波数信号生成システムは、原子発振器が搭載され、原子発振器の周波数信号を利用する各種の装置および複数の装置から構成されるシステムを含む。周波数信号生成システムは、原子発振器からの周波数信号が入力される端子、および、原子発振器を制御する制御部を含む。
第3実施形態に係る周波数信号生成システムは、例えば、スマートフォン、タブレット端末、時計、携帯電話機、デジタルスチルカメラ、例えばインクジェットプリンターなどの液体吐出装置、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、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(point of sales)端末、医療機器、魚群探知機、GNSS(Global
Navigation Satellite System)周波数標準器、各種測定機器、計器類、フライトシミュレーター、地上デジタル放送システム、携帯電話基地局、移動体であってもよい。
Navigation Satellite System)周波数標準器、各種測定機器、計器類、フライトシミュレーター、地上デジタル放送システム、携帯電話基地局、移動体であってもよい。
上記医療機器としては、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、心磁計が挙げられる。上記計器類としては、例えば、自動車、航空機、船舶などの計器類が挙げられる。上記移動体としては、例えば、自動車、航空機、船舶などが挙げられる。
本発明は、本願に記載の特徴や効果を有する範囲で一部の構成を省略したり、各実施形態や変形例を組み合わせたりしてもよい。
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
2…内面、2a,2b…領域、4…内面、4a,4b…領域、6…内面、6a,6b…領域、8,8a,8b…内面、10…光源ユニット、11…ペルチェ素子、12…発光素子、13…温度センサー、14…光源容器、15…光源基板、20…光学系ユニット、21…減光フィルター、22…レンズ、23…1/4波長板、24…ホルダー、25…貫通孔、30…原子セルユニット、31…原子セル、32…受光素子、33…第1保持部材、33a…貫通孔、34…第2保持部材、35…第1原子セル容器、35a…貫通孔、36…第2原子セル容器、36a…貫通孔、37a…第1温度制御素子、37b…第2温度制御素子、38a…第1温度検出素子、38b…第2温度検出素子、39…コイル、40…支持部材、42…貫通孔、44…スペーサー、50…制御ユニット、51a…第1温度制御部、51b…第2温度制御部、52…光源制御部、53…磁場制御部、54…第3温度制御部、55…回路基板、56…貫通孔、59…リードピン、60…外容器、62…基体、62a…内面、63…台座部、64…蓋体、100…原子発振器、102…第1空間、104…第2空間、106…第3空間、112…第1室、114…第2室、116…通路、118…間隙部、122…第1壁、122a…第1窓、122b…第2窓、124…第2壁、124a…蓋部、126…第3壁、130…胴体、132…第1部分、134…第2部分、200,300,400,500…原子発振器、900…クロック伝送システム、901…クロック供給装置、902…SDH装置、903…クロック供給装置、904…SDH装置、905…クロック供給装置、906,907…SDH装置、908,909…マスタークロック
Claims (11)
- 光を出射する発光素子と、
気体のアルカリ金属原子が収容され、前記発光素子から出射された光が通過する第1室と、液体のアルカリ金属原子が収容された第2室と、前記第1室と前記第2室とを接続する通路と、を有する原子セルと、
前記第1室を通過した光を受光する受光素子と、
を含み、
前記受光素子は、前記第1室と前記第2室との間に配置されている、原子発振器。 - 請求項1において、
前記発光素子は、前記第1室に対して、前記受光素子とは反対側に配置されている、原子発振器。 - 光を出射する発光素子と、
気体のアルカリ金属原子が収容され、前記発光素子から出射された光が通過する第1室と、液体のアルカリ金属原子が収容された第2室と、前記第1室と前記第2室とを接続する通路と、を有する原子セルと、
前記第1室を通過した光を受光する受光素子と、
を含み、
前記発光素子は、前記第1室と前記第2室との間に配置されている、原子発振器。 - 請求項3において、
前記受光素子は、前記第1室に対して、前記発光素子とは反対側に配置されている、原子発振器。 - 請求項1ないし4のいずか1項において、
前記原子セルを保持する第1保持部材および第2保持部材を含み、
前記第1保持部材の温度は、前記第2保持部材の温度よりも高く、
前記原子セルの、前記発光素子から出射された光が進む方向に沿う軸と交差する内面のうち、前記方向において最も距離が大きい2つの内面の間に位置する前記原子セルの部分において、
前記部分は、
前記第1保持部材と接触している第1部分と、
前記第2保持部材と接触している第2部分と、
を有し、
前記部分において、
前記第1部分の前記方向における長さは、前記第1室の前記方向における長さと前記通路の前記方向における長さとの和よりも大きく、
前記第2部分の前記方向における長さは、前記第2室の前記方向における長さよりも小さい、原子発振器。 - 請求項1ないし4のいずか1項において、
前記原子セルを保持する第1保持部材および第2保持部材を含み、
前記第1保持部材の温度は、前記第2保持部材の温度よりも高く、
前記原子セルの、前記発光素子から出射された光が進む方向に沿う軸と交差する内面のうち、前記方向において最も距離が大きい2つの内面の間に位置する前記原子セルの部分において、
前記部分は、
第1部材と接触している第1部分と、
前記第2保持部材と接触している第2部分と、
を有し、
前記部分において、
前記第1部分の前記方向における長さは、前記第1室の前記方向における長さよりも小さく、
前記第2部分の前記方向における長さは、前記第2室の前記方向における長さと前記通路の前記方向における長さとの和よりも大きい、原子発振器。 - 請求項1ないし6のいずか1項において、
前記第1室は、前記発光素子から出射された光が通過する窓を有し、
前記通路は、前記窓に接続されている、原子発振器。 - 請求項1ないし7のいずか1項において、
前記第1室の、前記発光素子から出射された光が進む方向と直交する方向に沿う第1軸と交差する内面の2つの領域の間の距離、および、前記第2室の、前記第1軸と平行な第2軸と交差する内面の2つの領域の間の距離は、前記通路の、前記第1軸と平行な第3軸と交差する内面の2つの領域の間の距離よりも大きい、原子発振器。 - 請求項1ないし7のいずか1項において、
前記第1室の、前記発光素子から出射された光が進む方向と直交する方向に沿う第1軸と交差する内面の2つの領域の間の距離は、前記第2室の、前記第1軸と平行な第2軸と交差する内面の2つの領域の間の距離よりも大きく、
前記第2室の、前記第2軸と交差する内面の2つの領域の間の距離は、前記通路の、前記第1軸と平行な第3軸と交差する内面の2つの領域の間の距離と同じである、原子発振器。 - 原子発振器を含む、周波数信号生成システムであって、
前記原子発振器は、
光を出射する発光素子と、
気体のアルカリ金属原子が収容され、前記発光素子から出射された光が通過する第1室と、液体のアルカリ金属原子が収容された第2室と、前記第1室と前記第2室とを接続する通路と、を有する原子セルと、
前記第1室を通過した光を受光する受光素子と、
を含み、
前記受光素子は、前記第1室と前記第2室との間に配置されている、周波数信号生成システム。 - 原子発振器を含む、周波数信号生成システムであって、
前記原子発振器は、
光を出射する発光素子と、
気体のアルカリ金属原子が収容され、前記発光素子から出射された光が通過する第1室と、液体のアルカリ金属原子が収容された第2室と、前記第1室と前記第2室とを接続する通路と、を有する原子セルと、
前記第1室を通過した光を受光する受光素子と、
を含み、
前記発光素子は、前記第1室と前記第2室との間に配置されている、周波数信号生成システム。
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