JP5655647B2 - ガスセルユニット、原子発振器および電子装置 - Google Patents
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Description
いずれの原子発振器においても、一般に、アルカリ金属をガスセル内に緩衝ガスとともに封入し、そのアルカリ金属をガス状に保つために、ガスセルを所定温度に加熱する必要がある。
このような原子発振器では、通常、ガスセル内の温度が一定となるように、発熱体へ供給される電流が調整される。そのため、例えば外気温変化に伴って、発熱体に流れる電流が変化してしまう。
このように発熱体に流れる電流が変化すると、発熱体から生じる磁場も変化してしまう。
発熱体から生じる磁場が変化すると、ガスセル中の金属原子の基底準位間のエネルギー差に相当する周波数が変動してしまう。そのため、従来の原子発振器では、出力周波数がずれてしまうという問題があった。
[適用例1]
本発明のガスセルユニットは、ガスセルと、
前記ガスセルの表面に重ねられて配置されている第1抵抗体と第2抵抗体とを有して前記ガスセルを加熱する第1ヒーターと、を備え、
前記第1抵抗体および前記第2抵抗体は、いずれも複数の帯状部が並んでおり、
前記第1抵抗体に流れる電流の方向と前記第2抵抗体に流れる電流の方向とが互いに逆方向であることを特徴とする。
これにより、ヒーター(具体的には第1発熱抵抗体および第2発熱抵抗体)への通電量が変動しても、ガスセル内の磁場の変化を抑制または防止することができる。そのため、ガスセル内の磁場の変化を抑えつつ、ガスセル内の温度を所望の温度に維持することができる。その結果、本発明のガスセルユニットは、周波数精度を向上させることができる。
また、複数の帯状部の幅、ピッチ、長さ等に応じて第1発熱抵抗体および第2発熱抵抗体の発熱量や発熱分布等を設定することができる。
本発明のガスセルユニットでは、前記第1ヒーターと同一の構成を有する第2ヒーターを備え、
前記ガスセルが前記第1ヒーターと前記第2ヒーターとの間にあることが好ましい。
これにより、第1ヒーターおよび第2ヒーター(具体的には第1発熱抵抗体および第2発熱抵抗体)への通電量がそれぞれ変動しても、ガスセル内の磁場の変化を抑制または防止することができる。そのため、ガスセル内の磁場の変化を抑えつつ、ガスセル内の温度を所望の温度に維持することができる。その結果、本発明のガスセルユニットは、周波数精度を向上させることができる。
本発明のガスセルユニットでは、前記第1抵抗体と前記第2抵抗体との間に絶縁性を有する基板を備えていることが好ましい。
これにより、第1発熱抵抗体と第2発熱抵抗体との短絡を防止しつつ、第1発熱抵抗体と第2発熱抵抗体との間の距離を小さくすることができる。そのため、第1発熱抵抗体および第2発熱抵抗体から生じた磁場を互いに効率的に相殺させることができる。
本発明のガスセルユニットでは、前記第1抵抗体が前記基板の一方の面に接合され、前記第2抵抗体が前記基板の他方の面に接合されていることが好ましい。
これにより、第1発熱抵抗体の設置が容易となる。
[適用例5]
本発明のガスセルユニットでは、前記第1抵抗体は前記ガスセルの表面に接合され、前記第2抵抗体は前記基板の他方の面に接合されていることが好ましい。
これにより、第1発熱抵抗体とガスセルとの間に隙間が生じるのを防止することができる。そのため、ガスセルを均一かつ効率的に加熱することができる。また、第2発熱抵抗体の設置が容易となる。また、第1発熱抵抗体と第2発熱抵抗体との間の距離を基板の厚さで高精度に規定することができる。
本発明のガスセルユニットでは、前記第1ヒーターの前記第1抵抗体に流れる電流の方向が、前記第2ヒーターの前記第1抵抗体に流れる電流の方向に沿っていることが好ましい。
これにより、ガスセル内における第1ヒーターの第1発熱抵抗体と第2ヒーターの第1発熱抵抗体とから生じた磁場を互いに相殺させることができる。
本発明のガスセルユニットでは、前記複数の帯状部は、互いに隣り合う帯状部に流れる電流の方向が互いに逆方向であることが好ましい。
これにより、互いに隣り合う帯状部から生じた磁場を互いに相殺させることができる。
[適用例8]
本発明の原子発振器は、本発明のガスセルユニットと、
前記ガスセル中のアルカリ金属原子を励起する励起光を出射する光出射部と、
前記ガスセルを透過した前記励起光の強度を検出する光検出部と、
を備えていることを特徴とする。
これにより、優れた周波数精度を有する原子発振器を提供することができる。
[適用例9]
本発明の電子装置は、本発明の原子発振器を備えていることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有する電子装置を提供することができる。
<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の概略構成を示すブロック図、図2は、図1に示す原子発振器に備えられたガスセル内のアルカリ金属のエネルギー状態を説明するための図、図3は、図1に示す原子発振器に備えられた光出射部および光検出部について、光出射部からの2つの光の周波数差と、光検出部の検出強度との関係を示すグラフ、図4は、図1に示す原子発振器に備えられたガスセルユニットの概略構成を示す斜視図、図5は、図4に示すガスセルユニットを示す断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図4、5中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図4、5では、説明の便宜上、互いに直交する3つの軸として、X軸、Y軸およびZ軸を図示しており、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(上下方向)を「Z軸方向」と言う。
まず、図1〜図3に基づいて、本実施形態に係る原子発振器の全体構成を簡単に説明する。
なお、以下では、量子干渉効果を利用した原子発振器に本発明を適用した場合を一例として説明するが、本発明は、これに限定されるものではなく、二重共鳴効果を利用した原子発振器にも適用可能である。
また、ガスセルユニット2は、ガス状のアルカリ金属を封入したガスセル21と、ガスセル21を加熱するヒーター22、23と、ガスセル21の温度を検出する温度センサー24、25と、ガスセル21に作用する磁場を発生させるコイル26とを有している。
アルカリ金属は、図2に示すように、3準位系のエネルギー準位を有しており、エネルギー準位の異なる2つの基底状態(基底状態1、2)と、励起状態との3つの状態をとり得る。ここで、基底状態1は、基底状態2よりも低いエネルギー状態である。
そして、共鳴光1の周波数ω1と共鳴光2の周波数ω2との差(ω1−ω2)が基底状態1と基底状態2とのエネルギー差に相当する周波数に一致したとき、基底状態1、2から励起状態への励起がそれぞれ停止する。このとき、共鳴光1、2は、いずれも、アルカリ金属に吸収されずに透過する。このような現象をCPT現象または電磁誘起透明化現象(EIT:Electromagnetically Induced Transparency)と呼ぶ。
より具体的には、光出射部3は、周波数の異なる2種の光(共鳴光1および共鳴光2)を出射するものである。
共鳴光1の周波数ω1は、ガスセル21中のアルカリ金属を前述した基底状態1から励起状態に励起し得るものである。
光検出部4は、ガスセル21を透過した共鳴光1、2の強度を検出するものである。
例えば、前述した光出射部3が共鳴光1の周波数ω1を固定し、共鳴光2の周波数ω2を変化させていくと、共鳴光1の周波数ω1と共鳴光2の周波数ω2との差(ω1−ω2)が基底状態1と基底状態2とのエネルギー差に相当する周波数ω0に一致したとき、光検出部4の検出強度は、図3に示すように、急峻に上昇する。このような急峻な信号をEIT信号として検出する。このEIT信号は、アルカリ金属の種類によって決まった固有値をもっている。したがって、このようなEIT信号を用いることにより、発振器を構成することができる。
制御部5は、ヒーター22、23および光出射部3を制御する機能を有する。
このような制御部5は、光出射部3の共鳴光1、2の周波数を制御する周波数制御回路51と、ガスセル21中のアルカリ金属の温度を制御する温度制御回路52と、ガスセル21に印加する磁場を制御する磁場用電源回路53とを有する。
また、温度制御回路52は、温度センサー24、25の検出結果に基づいて、ヒーター22、23への通電を制御する。
また、磁場用電源回路53は、コイル26が発生する磁場が一定となるように、コイル26への通電を制御する。
次に、ガスセルユニット2について詳述する。
ガスセルユニット2は、図4に示すように、ガスセル21と、ガスセル21を挟持するように設けられた1対のヒーター22、23とを有している。
[ガスセル]
ガスセル21は、1対の板状部211、212と、これらの間に設けられたスペーサー213とを有している。
本実施形態では、板状部211、212は、それぞれ、板状をなしている。また、板状部211、212は、平面視にて四角形をなしている。なお、板状部211、212の形状は、前述したものに限定されず、例えば、平面視にて円形をなしていてもよい。
また、スペーサー213は、前述した1対の板状部211、212間に空間Sを形成するものである。
本実施形態では、スペーサー213は、枠状または筒状をなし、平面視にて外周および内周がそれぞれ四角形をなしている。なお、スペーサー213の形状は、前述したものに限定されず、例えば、平面視にて外周および内周がそれぞれ円形をなしていてもよい。
このようなスペーサー213を構成する材料は、特に限定されず、金属材料、樹脂材料等であってもよく、板状部211、212と同様にガラス材料、水晶等であってもよい。
ヒーター22、23は、それぞれ、前述したガスセル21(より具体的にはガスセル21中のアルカリ金属)を加熱する機能を有する。これにより、ガスセル21中のアルカリ金属の蒸気圧が所定の圧力値以上となるように維持され、アルカリ金属をガス状に保つことができる。
本実施形態では、基板221は、平面視にて四角形(より具体的には長方形)をなしている。なお、基板221の平面視形状は、長方形に限定されず、正方形、菱形、台形等の他の四角形であってもよいし、三角形、五角形等の他の多角形であってもよいし、円形、楕円形、異形状等であってもよい。
また、基板221の厚さは、特に限定されないが、例えば、0.01〜10mm程度である。
発熱抵抗体222、223は、それぞれ、通電により発熱するものである。また、本実施形態では、発熱抵抗体222、223は、それぞれ、ガスセル21中のアルカリ金属原子を励起する励起光に対する透過性を有する。これにより、ガスセル21の励起光の出射部をヒーター22により効率的に加熱することができる。
また、発熱抵抗体223は、基板221のガスセル21とは反対側の面に接合されている。これにより、発熱抵抗体223の設置が容易となる。また、基板221の一方の面に発熱抵抗体222を接合するとともに、基板221の他方の面に発熱抵抗体223を接合することにより、発熱抵抗体222と発熱抵抗体223との間の距離を基板221の厚さで高精度に規定することができる。その結果、後述するように発熱抵抗体222からの磁場と発熱抵抗体223からの磁場とを相殺させる際に、その作用を基板221の面方向に均一に生じさせることができる。
本実施形態では、発熱抵抗体222は、基板221の下面の全域に亘って一様に形成され、発熱抵抗体223は、基板221の上面の全域に亘って一様に形成されている。
このような発熱抵抗体222、223の構成材料としては、前述したように通電により発熱するとともに励起光に対する光透過性を有するものであれば、特に限定されないが、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、In3O3、SnO2、Sb含有SnO2、Al含有ZnO等の酸化物等の透明電極材料を用いるのが好ましい。
また、発熱抵抗体222、223がそれぞれ透明電極材料で構成されていると、励起光の光路上にヒーター22を設けることができる。そのため、ガスセル21の励起光の出射部をヒーター22により効率的に加熱することができる。
また、発熱抵抗体222、223の形成は、特に限定されないが、例えば、プラズマCVD、熱CVDのような化学蒸着法(CVD)、真空蒸着等の乾式メッキ法、ゾル・ゲル法等を用いて形成することができる。
この導体部224は、基板221の側面に設けられている。より具体的には、導体部224は、四角状をなす基板221の1つの辺に沿って設けられている。
導体部224は、Y軸方向に沿って延在する帯状をなしている。そして、導体部224は、発熱抵抗体222、223のY軸方向での全域に亘って設けられている。これにより、発熱抵抗体222、223間の導通をY軸方向での全域に亘って均一な電位で行うことができる。
このような導体部224により発熱抵抗体222と発熱抵抗体223とが電気的に直列に接続される。
電極225、226は、それぞれ、基板221の前述した導体部224が設けられた側(図5中右側)の辺とは反対側(図5中左側)の辺に沿って設けられている。
電極225、226は、それぞれ、Y軸方向に沿って延在する帯状をなしている。そして、電極225は、発熱抵抗体222のY軸方向での全域に亘って設けられ、電極226は、発熱抵抗体223のY軸方向での全域に亘って設けられている。これにより、発熱抵抗体222、223に対してY軸方向での全域に亘って均一な電位で給電することができる。
また、電極225、226の厚さは、特に限定されないが、例えば、0.1μm以上1mm以下程度である。
このような電極225、226は、温度制御回路52に電気的に接続され、電極225と電極226との間に電圧が印加される。
このような電極225と電極226との間に電圧を印加すると、発熱抵抗体222、223にそれぞれ通電される。
また、ヒーター23についても同様に、通電により発熱抵抗体232に流れる電流の方向と発熱抵抗体233に流れる電流の方向とが互いに逆方向となる。具体的には、発熱抵抗体232には、電極235から導体部234へ向けて図5の矢印b1で示す方向に電流が流れ、発熱抵抗体233には、導体部234から電極236へ向けて図5の矢印b2で示す方向に電流が流れる。
また、ガスセルユニット2は、温度センサー24、23を有する。前述したようなヒーター22、23の発熱量は、この温度センサー24、25の検出結果に基づいて制御される。これにより、ガスセル21内のアルカリ金属原子を所望の温度に維持することができる。
このような温度センサー24、25の設置位置は、特に限定されず、図示しないが、例えば、温度センサー24にあっては、ヒーター22上またはガスセル21の外表面の板状部211付近上、温度センサー25にあっては、ヒーター23上またはガスセル21の外表面の板状部212付近上である。
このような温度センサー24、25は、図示しない配線を介して、前述した温度制御回路52に電気的に接続されている。
そして、温度制御回路52は、温度センサー24の検知結果に基づいて、前述したヒーター22の通電量を制御する。また、温度制御回路52は、温度センサー25の検知結果に基づいて、前述したヒーター23への通電量を制御する。
このように2つの温度センサー24、25を用いて、ヒーター22、23への通電量を制御することにより、より高精度な温度制御が可能となる。また、ガスセル21内の温度のバラツキ(励起光の入射側と出射側との温度差)を防止することができる。
また、ガスセルユニット2は、コイル26を有する(図1参照)。
このようなコイル26は、通電により、磁場を発生させる。これにより、ガスセル21中のアルカリ金属に磁場を印加することにより、アルカリ金属の縮退している異なるエネルギー状態間のギャップを拡げて、分解能を向上させることができる。その結果、原子発振器1の発振周波数の精度を高めることができる。
このコイル26は、図示しない配線を介して、前述した磁場用電源回路53に電気的に接続されている。これにより、コイル26に通電を行うことができる。
以上説明したような本実施形態のガスセルユニット2によれば、ヒーター22の発熱抵抗体222、223が通電に伴って生じた磁場を互いに相殺させるとともに、ヒーター23の発熱抵抗体232、233が通電に伴って生じた磁場を互いに相殺させるので、ヒーター22、23への通電量が変動しても、ガスセル21内の磁場の変化を抑制または防止することができる。そのため、ガスセル21内の磁場の変化を抑えつつ、ガスセル21内の温度を所望の温度に維持することができる。その結果、ガスセルユニット2は、周波数精度を向上させることができる。
また、このようなガスセルユニット2を備える原子発振器1によれば、優れた周波数精度を有する。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
図6は、本発明の第2実施形態に係るガスセルユニットを示す断面図である。
本実施形態にかかるガスセルユニットは、ヒーターの数が異なる以外は、前述した第1実施形態にかかるガスセルユニットと同様である。
図6に示すガスセルユニット2Aは、前述した第1実施形態のガスセルユニット2において、ヒーター22のガスセル21と反対側に基板271を介してもう1つのヒーター22が設けられているとともに、ヒーター23のガスセル21と反対側に基板272を介してもう1つのヒーター23が設けられている。
2つのヒーター22は、一方(図6にて上側)のヒーター22の発熱抵抗体222と、他方(図6にて下側)のヒーター22の発熱抵抗体223とが基板271を介して対向している。
そして、上記一方のヒーター22の発熱抵抗体222に流れる電流の方向と、上記他方のヒーター22の発熱抵抗体223に流れる電流の方向とが互いに逆方向となっている。これにより、2つのヒーター22から漏れる磁場を抑制することができる。
そして、上記一方のヒーター23の発熱抵抗体232に流れる電流の方向と、上記他方のヒーター23の発熱抵抗体233に流れる電流の方向とが互いに逆方向となっている。これにより、2つのヒーター23から漏れる磁場を抑制することができる。
以上説明したような第2実施形態に係るガスセルユニット2Aによっても、周波数精度を向上させることができる。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
図7は、本発明の第3実施形態に係るガスセルユニットを示す断面図である。
本実施形態にかかるガスセルユニットは、ヒーターの構成が異なる以外は、前述した第1実施形態にかかるガスセルユニットと同様である。
図7に示すガスセルユニット2Bは、ガスセル21と、ガスセル21を挟持するように設けられた1対のヒーター22B、23Bとを有している。
発熱抵抗体222Bは、ガスセル21の外表面に接合されている。より具体的には、発熱抵抗体222Bは、ガスセル21の板状部211の外表面に接合されている。これにより、発熱抵抗体222Bとガスセル21との間に隙間が生じるのを防止することができる。そのため、ガスセル21を均一かつ効率的に加熱することができる。
このような発熱抵抗体222Bのガスセル21とは反対の面上には、電極225B、227Bが設けられ、また、発熱抵抗体223Bの基板221とは反対の面上には、電極226B、228Bが設けられている。
電極225B、226B、227B、228Bは、それぞれ、Y軸方向に沿って延在する帯状をなしている。
このような電極225Bと電極227Bとの間に電圧を印加することにより、発熱抵抗体222Bに通電させることができる。また、電極226Bと電極228Bとの間に電圧を印加することにより、発熱抵抗体223Bに通電させることができる。
以上説明したような第3実施形態に係るガスセルユニット2Bによっても、周波数精度を向上させることができる。
次に、本発明の第4実施形態について説明する。
図8は、本発明の第4実施形態に係るガスセルユニットを示す断面図である。
本実施形態にかかるガスセルユニットは、ヒーターの構成が異なる以外は、前述した第1実施形態にかかるガスセルユニットと同様である。
図8に示すガスセルユニット2Cは、ガスセル21と、ガスセル21を挟持するように設けられた1対のヒーター22C、23Cとを有している。
基板273、274は、それぞれ、前述した基板221、231と同様に構成されている。
基板273は、その下面がガスセル21の板状部211の上面に接触している。そして、基板273の上面には、発熱抵抗体222Cが接合されている。
このような発熱抵抗体222Cの基板273と反対側の面上には、電極225C、227Cが設けられ、また、発熱抵抗体223Cの基板274とは反対の面上には、電極226C、228Cが設けられている。
このヒーター22Cにおいても、通電により発熱抵抗体222Cに流れる電流の方向と発熱抵抗体223Cに流れる電流の方向とが互いに逆方向となる。具体的には、発熱抵抗体222Cには、電極227Cから電極225Cへ向けて図8の矢印a1で示す方向に電流が流れ、発熱抵抗体223Cには、電極226Cから電極228Cへ向けて図8の矢印a2で示す方向に電流が流れる。これにより、発熱抵抗体222Cから生じた磁場と発熱抵抗体223Cから生じた磁場とを互いに相殺させることができる。なお、矢印a1、a2の方向(矢印b1、b2の方向についても同様)が図示のものとは逆方向であってもよい。
以上説明したような第4実施形態に係るガスセルユニット2Cによっても、周波数精度を向上させることができる。
次に、本発明の第5実施形態について説明する。
図9は、本発明の第5実施形態に係るガスセルユニットの概略構成を示す斜視図、図10は、図9に示すガスセルユニットを示す断面図、図11(a)は、図9に示すガスセルユニットに備えられたヒーターの第1抵抗体の形状を示す図、図11(b)は、図9に示すガスセルユニットに備えられたヒーターの第2抵抗体の形状を示す図である。
なお、以下の説明では、第5実施形態のガスセルユニットに関し、第1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9〜11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。
ヒーター22Dは、基板221と、基板221に対してガスセル21側(図10にて下側)に設けられた発熱抵抗体(第1抵抗体)222Dと、基板221に対してガスセル21とは反対側(図10にて上側)に設けられた発熱抵抗体(第2抵抗体)223Dと、発熱抵抗体222D上に設けられた電極225と、発熱抵抗体223D上に設けられた電極226とを有している。
発熱抵抗体222Dは、基板221の下面に接合され、一方、発熱抵抗体223Dは、基板221の上面に接合されている。
発熱抵抗体222Dは、互いに間隔を隔てて並設された複数の帯状部222aを有する。同様に、発熱抵抗体223Dは、互いに間隔を隔てて並設された複数の帯状部223aを有する。
このような複数の帯状部222aおよび複数の帯状部223aは、互いに対応して対向している。すなわち、複数の帯状部222aおよび複数の帯状部223aは、基板221を介して対称となるように設けられている。
このような複数の帯状部222aおよび複数の帯状部223aは、導電性を有する複数の導体部224Dを介して電気的に接続されている。本実施形態では、導体部224Dは、発熱抵抗体222D、223Dと一体的に形成されている。なお、複数の導体部224Dに代えて、前述した第1実施形態の導体部224を用いることもできる。
このような電極225と電極226との間に電圧を印加することにより、発熱抵抗体222D、223Dにそれぞれ通電させることができる。
このヒーター22Dでは、図11にて矢印で示すように、通電により発熱抵抗体222Dの各帯状部222aに流れる電流の方向と発熱抵抗体223Dの各帯状部223aに流れる電流の方向とが互いに逆方向となる。これにより、発熱抵抗体222Dから生じた磁場と発熱抵抗体223Dから生じた磁場とを互いに相殺させることができる。
以上説明したような第5実施形態に係るガスセルユニット2Dによっても、周波数精度を向上させることができる。
次に、本発明の第6実施形態について説明する。
図12は、本発明の第6実施形態に係るガスセルユニットを示す断面図、図13(a)は、図12に示すガスセルユニットに備えられたヒーターの第1抵抗体の形状を示す図、図13(b)は、図12に示すガスセルユニットに備えられたヒーターの第2抵抗体の形状を示す図である。
なお、以下の説明では、第6実施形態のガスセルユニットに関し、第1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12、13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。
ヒーター22Eは、基板221と、基板221に対してガスセル21側(図12にて下側)に設けられた発熱抵抗体(第1抵抗体)222Eと、基板221に対してガスセル21とは反対側(図12にて上側)に設けられた発熱抵抗体(第2抵抗体)223Eとを有している。
同様に、ヒーター23Eは、基板231と、基板231に対してガスセル21側(図12にて上側)に設けられた発熱抵抗体(第1抵抗体)232Eと、基板231に対してガスセル21とは反対側(図12にて下側)に設けられた発熱抵抗体(第2抵抗体)233Eとを有している。
発熱抵抗体222Eは、基板221の下面に接合され、一方、発熱抵抗体223Eは、基板221の上面に接合されている。
発熱抵抗体222Eは、互いに間隔を隔てて並設された複数の帯状部222bを有する。同様に、発熱抵抗体223Eは、互いに間隔を隔てて並設された複数の帯状部223bを有する。
このような複数の帯状部222bおよび複数の帯状部223bは、互いに対応して対向している。すなわち、複数の帯状部222bおよび複数の帯状部223bは、基板221を介して対称となるように設けられている。
このヒーター22Eでは、基板221を介して対向する帯状部222bおよび帯状部223bは、通電により流れる電流の方向が互いに逆方向となる。これにより、発熱抵抗体222Eから生じた磁場と発熱抵抗体223Eから生じた磁場とを互いに相殺させることができる。
以上説明したような第6実施形態に係るガスセルユニット2Eによっても、周波数精度を向上させることができる。
以上説明したような原子発振器は、各種電子装置に組み込むことができる。以下、本発明の原子発振器を備える電子装置の応用例を説明する。
図14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。
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。
以上、本発明のガスセルユニット、原子発振器および電子装置について、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い。
また、本発明のガスセルユニットおよび原子発振器は、前述した各実施形態の任意の構成同士を組み合わせるようにしてもよい。
また、ガスセル21の大きさ、用いるアルカリ金属の種類、ヒーターの発熱量等によっては、ヒーター22、23のいずれか一方を省略してもよい。また、ガスセルユニットが備えるヒーターの数は、3つあるいは5つ以上であってもよい。
また、前述した実施形態では、2つの温度センサーを設けた場合を説明したが、温度センサーの数は1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。
Claims (9)
- ガスセルと、
前記ガスセルの表面に重ねられて配置されている第1抵抗体と第2抵抗体とを有して前記ガスセルを加熱する第1ヒーターと、を備え、
前記第1抵抗体および前記第2抵抗体は、いずれも複数の帯状部が並んでおり、
前記第1抵抗体に流れる電流の方向と前記第2抵抗体に流れる電流の方向とが互いに逆方向であることを特徴とするガスセルユニット。 - 前記第1ヒーターと同一の構成を有する第2ヒーターを備え、
前記ガスセルが前記第1ヒーターと前記第2ヒーターとの間にある請求項1に記載のガスセルユニット。 - 前記第1抵抗体と前記第2抵抗体との間に絶縁性を有する基板を備えている請求項1または2に記載のガスセルユニット。
- 前記第1抵抗体が前記基板の一方の面に接合され、前記第2抵抗体が前記基板の他方の面に接合されている請求項3に記載のガスセルユニット。
- 前記第1抵抗体は前記ガスセルの表面に接合され、前記第2抵抗体は前記基板の他方の面に接合されている請求項3に記載のガスセルユニット。
- 前記第1ヒーターの前記第1抵抗体に流れる電流の方向が、前記第2ヒーターの前記第1抵抗体に流れる電流の方向に沿っている請求項2に記載のガスセルユニット。
- 前記複数の帯状部は、互いに隣り合う帯状部に流れる電流の方向が互いに逆方向である請求項1ないし6のいずれか一項に記載のガスセルユニット。
- 請求項1ないし7のいずれか一項に記載のガスセルユニットと、
前記ガスセル中のアルカリ金属原子を励起する励起光を出射する光出射部と、
前記ガスセルを透過した前記励起光の強度を検出する光検出部と、
を備えていることを特徴とする原子発振器。 - 請求項8に記載の原子発振器を備えていることを特徴とする電子装置。
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