JP5375279B2 - 原子発振器 - Google Patents

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Description

本発明は、原子発振器に関し、さらに詳しくは、ガスセルの加熱効率の低下が抑えられ、高精度で小型化が可能な原子発振器に関するものである。
ルビジウム、セシウムなどのアルカリ金属を用いた原子発振器は、原子のエネルギー遷移を利用する際に、ガスセル内に、緩衝ガスとともにアルカリ金属原子を蒸気状態に保つ必要があるため、原子を気密封止したガスセルを所定の高温に保って動作させている。原子発振器の動作原理は、アルカリ金属原子を励起する光およびマイクロ波を利用した二重共鳴法(例えば特許文献1を参照)と、2種類の干渉光により量子干渉効果(以下CPT:Coherent Population Trappingと記す)を利用する方法(例えば特許文献2を参照)とに大別される。
図6(a)に、CPTを利用した従来技術にかかる原子発振器の構成を模式的に示す。
図6(a)に示す原子発振器250は、光源としての半導体レーザー230、ガスセル210、および光検出手段としての光検出器240を含む構成にて光学系を形成している(特許文献2を参照)。ガスセル210の内部には、ルビジウム原子やセシウム原子などの量子吸収体となるアルカリ金属原子(図示せず)が封入されている。半導体レーザー230は、波長の異なる2種類のレーザー光(カップリング光とプローブ光)を生成してガスセル210に出力している。原子発振器250は、ガスセル210に入射したレーザー光が、金属原子ガスにどれだけ吸収されたかを、ガスセル210に対して半導体レーザー230の反対側に配置された光検出器240で検出することにより、原子共鳴を検知して周波数制御回路220などの制御系にて水晶発振器などの基準信号をその原子共鳴に同期させて出力を得ている。
図6(b)には、量子吸収体のエネルギー準位を示す。量子吸収体のエネルギー準位は、2つの基底準位(第1基底準位、第2基底順位)と、励起準位を有する3準位系(例えばΛ型準位系)とにより構成される。ここで、同時に照射される2つの共鳴光(第1共鳴光、第2共鳴光)の周波数(ω1、ω2)の差が、第1基底準位と第2基底準位とのエネルギー差に正確に一致すると、3準位系は2つの基底準位の重ね合わせの状態となり、励起準位への励起が停止する。
すなわち、図6(c)に示す光吸収スペクトルのように、ガスセル210内の量子吸収体は半導体レーザー230から発せられたレーザー光を吸収し、2種類の光の周波数差に応じて光吸収特性(光の透過率)が変化するが、カップリング光とプローブ光との周波数差が特定の値のときに、2種類の光のいずれも吸収せずに透過する現象(電磁誘起透明化現象、EIT(Electromagnetically Induced Transparency)現象)として知られている。CPTはこのEIT現象を利用して、2つの共鳴光(第1共鳴光、第2共鳴光)が一方あるいは両方の波長を変化させたときに、ガスセルでの光吸収が停止する現象をδ関数的な形状を持つEIT信号として検出して利用するものである。
ところで、原子発振器において、ガスセル中の原子密度が変化すると、原子ガスへの光の吸収度合いが変化して原子共鳴の検知に誤差を生じたり、検知できなくなるといった問題が起こる。このため、実用化されている原子発振器は、ガスセル内の原子の蒸気を一定の温度(例えば80℃)に保つための加熱手段およびそれを制御する温度制御系を備えている。一方、原子発振器を搭載する電子機器の小型の要求が高まるのに伴い、原子発振器の小型化が必須となるため、ガスセルの加熱手段にも、ガスセルの温度を一定に保って且つ小型であることが要求される。
このような小型化の要求にこたえるものとして、例えば、光源からの光の光路の入射面および出射面を形成するガスセルの窓部に、光透過性を有する透明発熱体からなる膜状の加熱ヒーターを設けた構成の原子発振器が提案されている(例えば特許文献3を参照)。
図7に、特許文献3に記載の原子発振器(原子周波数基準)150の模式断面を示す。
原子発振器150は、ガス状の金属原子を封入したガスセル110と、ガスセル110を所定の温度に加熱する加熱手段としての第1の加熱ヒーター112および第2の加熱ヒーター113と、ガスセル110中の金属原子を励起する励起光の光源としての半導体レーザー130と、ガスセル110を透過した励起光を検出する光検出手段としての光検出器140と、を備えている。
ガスセル110は、筒状(チューブ状)の密閉容器であって、第1のレイヤーとしての筒部101と、該筒部の両端の開口部をそれぞれ封鎖して励起光(図中矢印)の光路の入射面および出射面を形成する第2のレイヤーとしての窓部102第3のレイヤーとしての窓部103とにより構成され、内部に密閉されたキャビティT2が形成されている。また、各窓部102,103それぞれの外側の面には、第1の加熱ヒーター112および第2の加熱ヒーター113が設けられている。そして、ガスセル110の光路の入射面となる窓部102の外側に配置された半導体レーザー130から入射された光が、筒部101内のキャビティT2を通過しながら金属原子を励起し、その励起光が出射面となる窓部103の外側に配置された光検出器140に向けて出射されるように配置されている。
励起光の入射面および出射面を形成する各窓部102,103はガラスなどの光透過性を有する材料からなり、それらの窓部102,103に設けられる第1の加熱ヒーター112および第2の加熱ヒーター113にも光透過性を有する透明発熱体を用いる必要がある。光透過性を有する発熱体としては、例えばITO(Indium Tin Oxide)などの透明電極膜を用いることができる。このような膜状の加熱ヒーター112,113を加熱手段としていることにより、ガスセル110およびそれを用いた原子発振器150の小型化を可能としている。
特開平10−284772号公報 米国特許第6806784号明細書B2 米国特許出願公開第2006/002276号明細書A1
ところで、特許文献3には、原子発振器150においては、第1の加熱ヒーター112および第2の加熱ヒーター113と、それらを制御する温度制御回路を含む制御回路基板とを接続するヒーター配線について特に記載がないが、第1の加熱ヒーター112および第2の加熱ヒーター113は、各窓部102,103上にそれぞれ独立させて設けられているので、各々の加熱ヒーターを別制御することになり、各加熱ヒーターごとに二つずつ、合計四つのヒーター配線が必要となる。すなわち、図7に発明者が図示したように、第1の加熱ヒーター112にはヒーター配線122a,122bが必要であり、第2の加熱ヒーター113にはヒーター配線123a,123bが必要になる。
ヒーター配線は各加熱ヒーターからの熱漏出の経路になり得るので、ヒーター配線が多いほどにガスセルの加熱効率の低下を招いて消費電力を増大させたり、ガスセルに温度分布が生じて原子発振器の精度の劣化を招いたりする虞がある。このため、ガスセルに設けられる加熱ヒーターのヒーター配線はなるべく減らしたい。
また、ヒーター配線が多いほど、配線スペースが大きくなるため原子発振器の小型化の障壁になるとともに、制御回路基板の回路構成が複雑になるという問題があった。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
〔適用例1〕 本適用例にかかる原子発振器は、ガス状の金属原子を励起する励起光を出射する光源と、
両端が開口している筒状の部材、前記一方の開口を封鎖している第1の部材、及び前記他方の開口を封鎖している第2の部材を有し、前記筒状の部材、前記第1の部材、及び前記第2の部材で閉鎖されている内部空間に前記ガス状の金属原子が封入されたガスセルと、
前記第1の部材の外側に備えられている第1の加熱手段と、
前記第2の部材の外側に備えられている第2の加熱手段と、
前記第1の加熱手段及び前記第2の加熱手段を制御する温度制御回路を有している基板と、
前記第1の加熱手段と前記基板とを接続する第1の配線と、
前記第2の加熱手段と前記基板とを接続する第2の配線と、
前記第1の加熱手段と前記第2の加熱手段を接続している第3の配線と、を備え、
前記第1の加熱手段および前記第2の加熱手段は、それぞれ、透明発熱体であり、
前記第3の配線は、前記筒状の部材の外面に備えられ、導電性ペーストを用いて形成された部分を含んでいること特徴とする。
この構成によれば、ガスセルの窓部(第1の部材および第2の部材)に設けられた二つの加熱手段としての第1の加熱ヒーター(第1の加熱手段)および第2の加熱ヒーター(第2の加熱手段)が第3のヒーター配線(第3の配線)により接続されているので、第1のヒーター配線(第1の配線)および第2のヒーター配線(第2の配線)により基板と直列に接続して駆動させることができる。これにより、第1の加熱ヒーターと第2の加熱ヒーターとのそれぞれを独立させて基板に接続する場合に比してヒーター配線の数が少なくて済むので、ヒーター配線からの熱エネルギーの漏出による加熱ヒーターの熱効率の低下が抑えられるとともに、ヒーター配線の配線スペースが低減される。したがって、安定した発振特性を備えた、小型で、低消費電力の原子発振器を提供することができる。
〔適用例2〕 上記適用例にかかる原子発振器において、前記第3の配線は、金属材料または透明電極材料で構成された部分を含んでいることを特徴とする。
この構成によれば、第3の配線の材料の選択の幅が拡がるとともに、第3の配線の形成工程の簡略化を図ることができる
[適用例3]上記適用例にかかる原子発振器において、前記第3の配線が前記筒状の部材の外面を加熱するものであることを特徴とする。
この構成によれば、ガスセルの加熱効率をより向上させることが可能となり、性能の安定した原子発振器に寄与できる。
〔適用例4〕 上記適用例にかかる原子発振器において、前記第3の配線は、複数本の配線で構成されていることを特徴とする。
〔適用例5〕 上記適用例にかかる原子発振器において、前記ガス状の金属原子に発生する電磁誘起透明化現象を利用したことを特徴とする。
上記構成の原子発振器は、2種類の波長が異なるコヒーレント光による量子干渉効果による所謂CPTを利用した原子発振器であり、二重共鳴法による原子発振器に比してガスセルの励起光の進行方向の長さを短くできるため小型化に適している。したがって、ヒーター配線の数を少なくできることにより第1の加熱ヒーターおよび第2の加熱ヒーターの熱効率の低下を抑える本発明の効果を特に顕著に奏し、より小型で低消費電力の原子発振器を提供することができる。
(a)は、本実施形態にかかる原子発振器のガスセルを上側からみた平面図、(b)は、(a)のA−A線断面図、(c)は、(a)のB方向からみた模式側面図。 (a)は、原子発振器の一実施形態を説明する模式断面図、(b)は、上側からみた模式平面図。 ガスセルの変形例1を説明する模式側面図。 ガスセルの変形例2を説明する模式側面図。 ガスセルの変形例3を説明する模式側面図。 (a)は、原子発振器の従来例を説明する模式図、(b)は、原子発振器のエネルギー準位の説明図、(c)は、原子発振器の光吸収スペクトルの説明図。 原子発振器の従来例を説明する模式断面図。
以下、原子発振器の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態にかかる原子発振器のガスセルを説明するものであり、(a)は上側からみた平面図、(b)は(a)のA−A線断面図、(c)は(a)のB方向からみた模式側面図である。なお、(c)において施されたハッチングは、ヒーター配線を識別しやすくするためのものであり断面を示すものではない。
また、図2は、本実施形態の原子発振器を説明するものであり、(a)は模式断面図、(b)は上側からみた模式平面図である。
(ガスセル)
まず、本実施形態の原子発振器の主要部であるガスセルについて説明する。
図1において、ガスセル10は、筒部としての円筒部1と、その円筒部1の両端の開口部を封鎖する窓部2,3とにより、密閉されたキャビティT1が形成されている。このキャビティT1内には、ルビジウムやセシウムなどのアルカリ金属を気化させた多数の金属原子が封入される(図示せず)。
なお、キャビティT1内に金属原子ガスが封入されたガスセル10において、金属原子ガスを励起する励起光の光路の入射面および出射面を形成する各窓部2,3は、例えばガラスなどの光透過性を有する材料からなる。一方、円筒部1は光透過性を必要としないので、金属や樹脂などにより形成されていてもよく、また、窓部2,3と同じガラスなどの光透過性材料により形成されていてもよい。
二つの窓部2,3それぞれの外側の面には、ガスセル10の加熱手段であってITOなどの透明電極膜からなる第1の加熱ヒーター12、および第2の加熱ヒーター13がそれぞれ積層されて設けられている。本実施形態のガスセル10においては、励起光の入射面側の窓部2の外側の面に第1の加熱ヒーター12が設けられ、励起光の出射面側の窓部3の外側の面に第2の加熱ヒーター13が設けられている。
第1の加熱ヒーター12の一端部分からは第1のヒーター配線22が引き出されている。また、第2の加熱ヒーター13の一端部分からは第2のヒーター配線23が引き出されている。第1の加熱ヒーター12および第2の加熱ヒーター13は、第1のヒーター配線22および第2のヒーター配線23を介して温度制御回路を有する後述する制御回路基板に接続されている。
また、第1の加熱ヒーター12および第2の加熱ヒーター13は、各窓部2,3の側面と円筒部1の一部に設けられた第3のヒーター配線15により接続されている。すなわち、上記の回路基板に第1のヒーター配線22を介して接続された第1の加熱ヒーター12と、回路基板に第2のヒーター配線23を介して接続された第2の加熱ヒーター13とが、第3のヒーター配線15により直列に接続されて一つの回路が形成されている。
なお、本実施形態の第3のヒーター配線15は、第1の加熱ヒーター12および第2の加熱ヒーター13と同じITOなどの透明電極膜からなり、ガスセル10上に同一プロセスで形成することが可能である。
(原子発振器)
次に、上記したガスセル10を備えた原子発振器について説明する。
図2に示すように、原子発振器50は、上記のガスセル10と、温度制御回路を含む原子発振器50の各種制御回路を有する制御回路基板5と、励起光の光源としての光源ランプ30と、光検出手段としてのフォトセンサー40と、光学素子層35および光反射層45とを有している。本実施形態では、ガスセル10の励起光の入射面側である窓部2の外側に光学素子層35が配置され、さらにその外側に光源ランプ30およびフォトセンサー40が配置され、励起光の出射面側である窓部3の外側に光反射層45が設けられている。そして、図2(a)の矢印に示すように、光源ランプ30から出射された励起光は、光学素子層35を介して窓部2から窓部3の方向にガスセル10内を通過してから、光反射層45により反射されて再び窓部3から窓部2の方向に戻り、窓部2を通過した励起光がさらに光学素子層35を通過してフォトセンサー40に入射するようになっている。これにより、ガスセル10内での励起光の光路を長くすることが可能になり、金属原子ガス中を通過する距離を確保できるので、原子発振器50の精度を落とさずに小型化を図ることを可能にしている。
なお、本実施形態の原子発振器50は、金属原子ガスが封入されたガスセル10に、干渉性を有するコヒーレント光としての波長の異なる2種類の光を入射したときの量子干渉効果による光吸収特性を利用して発振周波数を制御する所謂CPTを利用した原子発振器である。このため、光源ランプ30には干渉性を有するコヒーレント光の光源である半導体レーザー光源などが用いられる。ここで、コヒーレント光とは、半導体レーザーによるレーザー光などのような干渉性を有した光をいう。
また、フォトセンサー40は、例えば太陽電池あるいはフォトダイオードなどからなる。
また、光反射層45は、例えば、ガラスにアルミニウムなどを蒸着して得られる全反射膜を有した所謂反射鏡である。
また、上記構成において、光学素子層35は、励起光のうち不要な光成分を取り除いて必要な光成分のみ透過させる分光を行ったり、光の強度を調整したりする光学層であって、例えば、ND(Neutral Density)フィルターや波長板、あるいはそれらを積層させたものなどが用いられる。ここで、NDフィルターは、光源ランプから出射される光のエネルギーの相対分光分布を変えることなく光の強さを減らす、何等の分光選択吸収も示さない中性濃度の光学フィルターである。なお、原子発振器50に求められる精度によっては光学素子層35を設けない構成としてもよい。
なお、ガスセル10に対してより高精度の温度維持を行って原子発振器50の性能に寄与させるために、ガスセル10と、光源ランプ30と、フォトセンサー40とを、保温可能な容器内に収納して温度制御すると効果的である。
本実施形態の原子発振器50は、レーザー光などのコヒーレント光の原子干渉を利用した所謂CPTを用いたものである。この方式では、二つの基底準位が励起光を受けて、共通の励起準位と励起結合しているΛ型準位系において、同時に照射される二つの励起光の周波数が正確に第1基底準位と第2基底準位のエネルギー差に一致すると、Λ型準位系は二つの基底状態の重ね合わせの状態になり、励起準位への励起が停止する。CPTはこの原理を利用して、二つの励起光の一方あるいは両方の波長を変化させたときに、ガスセル10での光吸収が停止する状態を検出して利用するものである(図6(b)を参照)。
上記実施形態の原子発振器50によれば、ガスセル10の各窓部2,3に設けられた二つの加熱手段である第1の加熱ヒーター12および第2の加熱ヒーター13が第3のヒーター配線15により直列に接続されている。これにより、第1の加熱ヒーター12および第2の加熱ヒーター13と制御回路基板5とを、最小限の二つのヒーター配線である第1のヒーター配線22および第2のヒーター配線23によって接続することにより第1の加熱ヒーター12および第2の加熱ヒーター13を駆動・制御することができる。したがって、ヒーター配線からの熱エネルギーの漏出による第1の加熱ヒーター12および第2の加熱ヒーター13の熱効率の低下が抑えられるとともに、ヒーター配線の配線スペースが低減されるので、性能を劣化させることなく、小型で、低消費電力の原子発振器50を提供することができる。
また、上記実施形態の原子発振器50は、光源ランプ30として半導体レーザーによるレーザー光などのコヒーレント光を照射するコヒーレント光源を用いて、2種類の波長が異なるコヒーレント光による量子干渉効果による所謂CPTを利用した原子発振器とした。
この構成によれば、二重共鳴法による原子発振器に比してガスセルの励起光の進行方向の長さを短くできるため小型化に適しているので、ヒーター配線の数を少なくできることにより第1の加熱ヒーター12および第2の加熱ヒーター13の熱効率の低下を抑える効果を特に顕著に奏する。
また、上記実施形態では、第3のヒーター配線15が、第1の加熱ヒーター12および第2の加熱ヒーター13と同じ材料により形成されているので、第1の加熱ヒーター12および第2の加熱ヒーター13の形成工程と同じ設備にて、第3のヒーター配線15を効率よく形成することができる。
また、上記実施形態では、ガスセル10の対向する窓部2,3の外側の面にそれぞれ設けられた第1の加熱ヒーター12および第2の加熱ヒーター13に通電した際に、第1の加熱ヒーター12と第2の加熱ヒーター13との電流の向きが逆となるように第3のヒーター配線15により直列に接続した。
これにより、ガスセル10内部に磁界が生じにくくなるので、磁力によって共鳴周波数が変化することによる原子発振器50の精度の劣化を防止することができる。
上記実施形態で説明した原子発振器50は、以下の変形例として実施することも可能である。
(変形例1)
上記実施形態では、ガスセル10の第1の加熱ヒーター12と第2の加熱ヒーター13とを接続するヒーター配線として、図1に示すような形状の第3のヒーター配線15を設けたが、ヒーター配線の形状はこれに限らない。第1の加熱ヒーター12および第2の加熱ヒーター13の一定の熱効率を確保しながら接続を図れるものであればヒーター配線の形状は特に問わない。
例えば、図3は、上記実施形態の第3のヒーター配線15とは異なる形状のヒーター配線の一例を説明するものであり、図1(c)と同じ方向からみた本変形例のガスセルの模式側面図である。なお、上記実施形態と同じ構成については同一符号を付して説明を省略する。
図3に示すガスセル60は、窓部2,3それぞれの外側に設けられたITOなどの透明電極膜からなる第1の加熱ヒーター62と第2の加熱ヒーター63とが、円筒部1に設けられた三本線状の第3のヒーター配線65により接続されている。第3のヒーター配線65は、第1の加熱ヒーター62および第2の加熱ヒーター63と同じ透明電極膜により形成されている。
なお、本変形例では、三本の第3のヒーター配線65により第1の加熱ヒーター62と第2の加熱ヒーター63とを接続したが、ヒーター配線の本数および太さなどの形状については図3の第3のヒーター配線65の本数や形状に特に限定されない。
(変形例2)
上記実施形態および変形例1では、第3のヒーター配線15,65を、第1の加熱ヒーター12,62と第2の加熱ヒーター13,63とを電気的に接続するヒーター配線としてのみ用いる構成について説明した。第3のヒーター配線は、その材質や形状によってガスセルの加熱に供する第3の加熱ヒーターとして用いることも可能である。
図4は、第3のヒーター配線を第3の加熱ヒーターとして用いるガスセルを説明するものであり、図1(c)と同じ方向からみた模式側面図である。なお、上記実施形態および変形例と同じ構成については同一符号を付して説明を省略する。
図4に示すガスセル70は、窓部2,3それぞれの外側に設けられたITOなどの透明電極膜からなる第1の加熱ヒーター72と第2の加熱ヒーター73とが、円筒部1に設けられた幅広の第3のヒーター配線75により接続されている。本変形例の第3のヒーター配線75は、第1の加熱ヒーター72および第2の加熱ヒーター73と同じ透明電極膜からなり、円筒部1の胴部の略半分を覆うように幅広に形成されている。なお、第3のヒーター配線75の形状はこれに限らず、ガスセル70の加熱に十分寄与する形状・大きさに形成すればよい。
本変形例のガスセル70によれば、第3のヒーター配線75が第3の加熱ヒーターとして機能するのでガスセル70の加熱効率をより向上させることが可能となり、性能の安定した原子発振器に寄与できる。
(変形例3)
上記実施形態および変形例1、変形例2では、第3のヒーター配線15,65,75を、第1の加熱ヒーター12,62と第2の加熱ヒーター13,63と同じ材料であるITOなどの透明電極膜により形成した。これに限らず、第3のヒーター配線は、第1の加熱ヒーターおよび第2の加熱ヒーターとは別の導電性材料により形成してもよい。
図5は、第3のヒーター配線を、第1の加熱ヒーターおよび第2の加熱ヒーターとは異なる材料により形成したガスセルを説明するものであり、図1(c)と同じ方向からみた模式側面図である。なお、上記実施形態および変形例と同じ構成については同一符号を付して説明を省略する。
図5に示すガスセル80は、窓部2,3それぞれの外側に設けられたITOなどの透明電極膜からなる第1の加熱ヒーター82と第2の加熱ヒーター83とを有している。また、円筒部1には、第1の加熱ヒーター82と第2の加熱ヒーター83とを接続する第3のヒーター配線85が設けられている。第3のヒーター配線85は、例えばアルミニウムなどの金属材料をスパッターあるいは蒸着したり、メッキ法あるいは導電性ペースト材料をインクジェット法により吐出させたり印刷したりすることにより形成することができる。
或いは、第3のヒーター配線85をアルミニウムなどの金属材料と導電性ペースト材料によって形成しても良い。また或いは、第3のヒーター配線85をITOなどの透明電極膜と導電性ペースト材料によって形成しても良い。例えば、円筒部1の一部にITOなどの透明電極膜を形成しておき、この透明電極膜の両端(第1の加熱ヒーター82との境界近辺、及び第2の加熱ヒーター83との境界近辺)にそれぞれ導電性ペースト材料を塗布すれば、第1の加熱ヒーター82及び第2の加熱ヒーター83との接続が簡単にできる。
この構成によれば、第3のヒーター配線の材料の選択肢が広がるとともに、形成方法の選択によっては第3のヒーター配線の形成工程の簡略化が図れる。
以上、発明者によってなされた本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態および変形例では、開口部の形状が円形である円筒形の筒部である円筒部1を有するガスセル10について説明した。これに限らず、筒部は開口部の形状が楕円形の円筒形であってよく、また、原子発振器に求める精度によっては多角柱状の筒部であってもよい。また、筒部の長手方向断面が、その中央を頂部として両端側に向けて幅が狭くなる所謂断面コンベックス状であってもよい。
また、上記実施形態の原子発振器50では、ガスセル10の光の入射面側の窓部2側に光源ランプ30およびフォトセンサー40を配置し、ガスセル10の光の出射面側の窓部3側に配置させた光反射層45を用いて、光源ランプ30からの出射される励起光を反射させてフォトセンサー40に入射させる構成とした。これに限らず、図7を用いて説明した従来例の原子発振器150のように、ガスセルの入射面側の窓部側に光源を配置し、出射面側の窓部側に光検出手段を配置する構成としてもよい。
また、上記実施形態では、CPTを用いた原子発振器50に用いるガスセル10,60,70,80について説明したが、本発明が、光源からの光とマイクロ波を利用した二重共鳴法による原子発振器にも適用できることはもちろんである。
1…筒部としての円筒部、2,3…窓部、5…制御回路基板、10,60,70,80…ガスセル、12,62,72,82…第1の加熱ヒーター、13,63,73,83…第2の加熱ヒーター、15,65,75,85…第3のヒーター配線、22…第1のヒーター配線、23…第2のヒーター配線、30…光源としての光源ランプ、40…光検出手段としてのフォトセンサー、50…原子発振器、122a,122b,123a,123b…従来例のヒーター配線、T1,T2…ガスセルのキャビティ。

Claims (5)

  1. ガス状の金属原子を励起する励起光を出射する光源と、
    両端が開口している筒状の部材、前記一方の開口を封鎖している第1の部材、及び前記他方の開口を封鎖している第2の部材を有し、前記筒状の部材、前記第1の部材、及び前記第2の部材で閉鎖されている内部空間に前記ガス状の金属原子が封入されたガスセルと、
    前記第1の部材の外側に備えられている第1の加熱手段と、
    前記第2の部材の外側に備えられている第2の加熱手段と、
    前記第1の加熱手段及び前記第2の加熱手段を制御する温度制御回路を有している基板と、
    前記第1の加熱手段と前記基板とを接続する第1の配線と、
    前記第2の加熱手段と前記基板とを接続する第2の配線と、
    前記第1の加熱手段と前記第2の加熱手段を接続している第3の配線と、を備え
    前記第1の加熱手段および前記第2の加熱手段は、それぞれ、透明発熱体であり、
    前記第3の配線は、前記筒状の部材の外面に備えられ、導電性ペーストを用いて形成された部分を含んでいること特徴とする原子発振器。
  2. 前記第3の配線は、金属材料または透明電極材料で構成された部分を含んでいることを特徴とする請求項1に記載の原子発振器。
  3. 前記第3の配線が前記筒状の部材の外面を加熱するものであることを特徴とする請求項1または2に記載の原子発振器。
  4. 前記第3の配線は、複数本の配線で構成されている請求項1乃至3のいずれか一項に記載の原子発振器。
  5. 前記ガス状の金属原子に発生する電磁誘起透明化現象を利用した請求項1乃至4のいずれか一項に記載の原子発振器。
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