JP6209840B2 - 量子干渉装置、原子発振器、電子機器および移動体 - Google Patents

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。

温度調節される電子部品をパッケージ内に収納した電子デバイスにおいて、パッケージの外部からパッケージ内の電子部品への熱伝導を防止する目的で、パッケージ内を真空にすることが一般に行われている。
例えば、特許文献１に係る電子デバイスでは、水晶発振回路、発熱素子および感温素子を収納した内側の容器（電子部品）をさらに別の外側の容器（パッケージ）内に収納し、これらの容器間の空間を真空としている。

しかし、特許文献１に係る電子デバイスでは、電子部品とパッケージとの間の熱伝導および対流による熱の伝達を小さくすることができるものの、パッケージから電子部品への輻射による熱の伝達により、電子部品の温度が変動するという問題があった。
また、特許文献１に係る電子デバイスでは、パッケージ内に互いに異なる温度で温度調節される２つの電子部品を収納した場合、２つの電子部品間の輻射による熱の伝達により、電子部品の温度が変動するという問題もあった。
これらの問題は、電子デバイスの小型化に伴って、パッケージと各電子部品との間の距離や、パッケージ内の２つの電子部品間の距離が小さくなることによって顕著となる。

ここで、互いに異なる温度で温度調節される２つの電子部品をパッケージ内に収納するデバイスとしては、例えば、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ある。原子発振器は、一般に、アルカリ金属を緩衝ガスとともに封入したガスセルと、ガスセル内のアルカリ金属を励起する励起光を出射する光出射部と、ガスセルを透過した励起光を検出する光検出部とをパッケージ内に収納し、安定した発振特性を発揮するために、光出射部およびガスセルを互いに異なる温度で一定温度に維持する必要がある。

実開昭５７−１５５８１０号公報

本発明の目的は、小型化を図りつつ、パッケージ内の光出射部およびガスセルのそれぞれの温度変動を抑制することができる量子干渉装置および原子発振器を提供すること、さらに、かかる原子発振器を備える電子機器および移動体を提供することにある。

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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本適用例の電子デバイスは、第１電子部品および第２電子部品と、
大気圧よりも減圧された状態で、前記第１電子部品および前記第２電子部品を互いに離間して収納している内部空間を有するパッケージと、を備え、
前記第１電子部品および前記第２電子部品のうちの少なくとも一方の電子部品の外表面の少なくとも一部が、波長４μｍの電磁波に対する反射率が５０％以上であることを特徴とする。

このような電子デバイスによれば、第１電子部品および第２電子部品が互いに離間してパッケージの内部空間に配置され、かつ、パッケージの内部空間が大気圧よりも低い状態であるため、パッケージと第１電子部品および第２電子部品との間、および、第１電子部品と第２電子部品と間の熱伝導および対流による熱の伝達を抑制することができる。
その上で、パッケージから輻射された熱が第１電子部品または第２電子部品の外表面で反射されるため、パッケージの小型化を図っても、パッケージの外部から第１電子部品または第２電子部品への熱の伝達を抑制することができる。

また、第１電子部品および第２電子部品のうちの一方の電子部品から輻射された熱が他方の電子部品で反射されるため、第１電子部品と第２電子部品との間の距離を小さくしても、当該一方の電子部品から当該他方の電子部品への熱の伝達を抑制することができる。
このようなことから、小型化を図りつつ、パッケージ内の２つの電子部品のそれぞれの温度変動を抑制することができる。

［適用例２］
本適用例の電子デバイスでは、前記第１電子部品は、第１温度で温度制御され、
前記第２電子部品は、前記第１温度よりも高い第２温度で温度制御されていることが好ましい。
この場合、パッケージと第１電子部品および第２電子部品との間、および、第１電子部品と第２電子部品と間の輻射による熱の伝達に起因する問題が顕著となる。そのため、この場合、本発明を適用することによる効果が顕著に現れる。

［適用例３］
本適用例の電子デバイスでは、前記パッケージの内表面は、黒色または暗色の部分を含むことが好ましい。
これにより、第１電子部品および第２電子部品から輻射された熱がパッケージの内表面で吸収されるため、第１電子部品および第２電子部品のうちの一方の電子部品から輻射された熱がパッケージの内表面で反射して他方の電子部品に伝達されるのを抑制することができる。

［適用例４］
本適用例の電子デバイスでは、前記パッケージの外表面の少なくとも一部が、波長４μｍの電磁波に対する反射率が５０％以上であることが好ましい。
これにより、パッケージの外部からの熱がパッケージの外表面で反射されるため、パッケージの外部からの熱がパッケージ内に伝達されるのを抑制することができる。

［適用例５］
本適用例の電子デバイスでは、前記第１電子部品および前記第２電子部品のそれぞれの外表面の少なくとも一部が、波長４μｍの電磁波に対する反射率が５０％以上であることが好ましい。
これにより、第１電子部品と第２電子部品との間の輻射による熱の伝達をより効果的に抑制することができる。

［適用例６］
本適用例の電子デバイスでは、前記第１電子部品および前記第２電子部品のうちの少なくとも一方の電子部品の外表面には、金属膜が配置されていることが好ましい。
これにより、金属膜を設けた部位の波長４μｍの電磁波に対する反射率を７５％以上とすることができる。

［適用例７］
本適用例の量子干渉装置は、本適用例の電子デバイスを備え、
前記第１電子部品は、光を出射する光出射部を有し、
前記第２電子部品は、前記光により励起される金属原子が封入されているガスセルを有することを特徴とする。
このような量子干渉装置によれば、小型化を図りつつ、パッケージ内の光出射部およびガスセルのそれぞれの温度変動を抑制することができる。

［適用例８］
本適用例の原子発振器は、本適用例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、小型化を図りつつ、パッケージ内の光出射部およびガスセルのそれぞれの温度変動を抑制することができる。
［適用例９］
本適用例の電子機器は、本適用例の原子発振器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、優れた信頼性を有する。
［適用例１０］
本適用例の移動体は、本適用例の原子発振器を備えることを特徴とする。
このような移動体によれば、優れた信頼性を有する。

本発明の実施形態に係る原子発振器を示す斜視図である。 図１に示す原子発振器の概略構成を示す模式図である。 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である。 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、光検出部での検出強度との関係を示すグラフである。 図１に示す原子発振器の縦断面図である。 図１に示す原子発振器の作用を説明するための図である。 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システム構成概要図である。 本発明の原子発振器を用いたクロック伝送システムの一例を示す概略構成図である。 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、本発明の電子デバイス、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実施形態に基づいて詳細に説明する。
１．原子発振器（量子干渉装置）
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。

図１は、本発明の実施形態に係る原子発振器を示す斜視図、図２は、図１に示す原子発振器の概略構成を示す模式図である。また、図３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４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、光検出部での検出強度との関係を示すグラフである。また、図５は、図１に示す原子発振器の縦断面図、図６は、図１に示す原子発振器の作用を説明するための図である。

なお、図１および図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、その図示された各矢印の先端側を「＋（プラス）」、基端側を「−（マイナス）」とする。また、以下では、説明の便宜上、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」といい、また、＋Ｚ方向側（図５の上側）を「上」、−Ｚ方向側（図５の下側）を「下」という。

図１に示す原子発振器１は、量子干渉効果を利用した原子発振器である。
この原子発振器１は、図１に示すように、第１電子部品である第１ユニット２（光出射側ユニット）と、第２電子部品である第２ユニット３（光検出側ユニット）と、これらを収納するパッケージ５と、パッケージ５を支持する配線基板６（基板）と、配線基板６に実装された制御部７とを備える。

ここで、図１、２に示すように、第１ユニット２は、光出射部２１と、光出射部２１を収納する第１パッケージ２２（光出射側パッケージ）とを備える。
また、第２ユニット３は、ガスセル３１と、光検出部３２と、ヒーター３３と、温度センサー３４と、コイル３５と、これらを収納する第２パッケージ３６（光検出側パッケージ）とを備える。

そして、このような第１ユニット２および第２ユニット３は、配線基板６の配線（図示せず）を介して制御部７に電気的に接続され、制御部７により駆動制御される。
まず、原子発振器１の原理を簡単に説明する。
原子発振器１では、ガスセル３１内に、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（金属原子）が封入されている。

アルカリ金属は、図３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。
このようなガス状のアルカリ金属に対して周波数の異なる２種の共鳴光１、２を前述したようなガス状のアルカリ金属に照射すると、共鳴光１の周波数ω１と共鳴光２の周波数ω２との差（ω１−ω２）に応じて、共鳴光１、２のアルカリ金属における光吸収率（光透過率）が変化する。

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。

光出射部２１は、ガスセル３１に向けて、前述したような周波数の異なる２種の光（共鳴光１および共鳴光２）を出射する。
例えば、光出射部２１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３２の検出強度は、図４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信号を基準として用いることにより、高精度な発振器を実現することができる。

以下、原子発振器１の各部を順次詳細に説明する。
（第１ユニット）
前述したように、第１ユニット２（第１電子部品）は、光出射部２１と、光出射部２１を収納する第１パッケージ２２とを備える。
［光出射部］
光出射部２１は、ガスセル３１中のアルカリ金属原子を励起する励起光を出射する機能を有する。

より具体的には、光出射部２１は、前述したような周波数の異なる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３１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。
また、共鳴光２の周波数ω２は、ガスセル３１中のアルカリ金属を前述した基底状態２から励起状態に励起し得るものである。

この光出射部２１としては、前述したような励起光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を用いることができる。
また、このような光出射部２１は、図示しない温度調節素子（発熱抵抗体、ペルチェ素子等）により、後述するガスセル３１とは異なる温度（第１温度）、例えば、３０℃程度に温度調節される。

［第１パッケージ（光出射側パッケージ）］
第１パッケージ２２は、前述した光出射部２１を収納する。
この第１パッケージ２２は、図５に示すように、基体２２１（光出射側基体）と、蓋体２２２（光出射側蓋体）とを備える。
基体２２１は、光出射部２１を直接的または間接的に支持する。本実施形態では、基体２２１は、板状をなし、平面視で円形をなしている。

そして、この基体２２１の一方の面（実装面）には、光出射部２１（実装部品）が設置（実装）される。また、基体２２１の他方の面には、図５に示すように、複数の端子２２３（リード）が−Ｘ軸方向に突出している。この複数の端子２２３は、図示しない配線を介して光出射部２１に電気的に接続されている。
この複数の端子２２３は、図５に示すように、それぞれ、Ｘ軸方向に延びており、互いに平行となるように、一方向（本実施形態ではＹ軸方向）に並んでいる。

このような基体２２１の構成材料としては、特に限定されず、例えば、セラミックス材料、金属材料、樹脂材料等を用いることができるが、金属材料を用いることが好ましい。これにより、蓋体２２２を金属材料で構成した場合、基体２２１と蓋体２２２とを溶接により比較的簡単かつ確実に気密的に接合することができる。
このような基体２２１には、基体２２１上の光出射部２１を覆う蓋体２２２が接合されている。

蓋体２２２は、一端部が開口した有底筒状をなしている。本実施形態では、蓋体２２２の筒状部は、円筒状をなす。
この蓋体２２２の一端部の開口は、前述した基体２２１により塞がれている。
そして、蓋体２２２の他端部、すなわち蓋体２２２の開口とは反対側の底部には、窓部２３が設けられている。

この窓部２３は、ガスセル３１と光出射部２１との間の光軸ａ上に設けられている。
そして、窓部２３は、前述した励起光に対して透過性を有する。
本実施形態では、窓部２３は、レンズで構成されている。これにより、励起光ＬＬを無駄なくガスセル３１へ照射することができる。
また、窓部２３は、励起光ＬＬを平行光とする機能を有する。これにより、励起光ＬＬがガスセル３１の内壁で反射するのを簡単かつ確実に防止することができる。そのため、ガスセル３１内での励起光の共鳴を好適に生じさせ、その結果、原子発振器１の発振特性を高めることができる。

なお、窓部２３は、励起光に対する透過性を有するものであれば、レンズに限定されず、例えば、偏光板、λ／４波長板、減光フィルター等のレンズ以外の光学部品であってもよいし、単なる光透過性の板状部材であってもよい。また、これらの光学部品は、光出射部２１と後述するガスセル３１との間に設けられていればよく、例えば、窓部３７と光出射部２１との間に設けられていてもよし、また、第１パッケージ２２と第２パッケージ３６との間に設けられていてもよい。

このような蓋体２２２の外表面（窓部２３を除く部分）は、波長４μｍの電磁波（すなわち遠赤外線）に対する反射率が５０％以上である。これにより、パッケージ５から輻射された熱が蓋体２２２の外表面（第１電子部品の外表面）で反射されるため、パッケージ５の小型化を図っても、パッケージ５の外部から蓋体２２２への熱の伝達を抑制することができる。

また、第２ユニット３から輻射された熱が蓋体２２２の外表面で反射されるため、第１ユニット２と第２ユニット３との間の距離を小さくしても、第２ユニット３から第１ユニット２への熱の伝達を抑制することができる。
このようなことから、第１パッケージ２２の内部空間Ｓ１（図６参照）内を高精度に温度調節することができる。

また、蓋体２２２の外表面の波長４μｍの電磁波に対する反射率（以下、「熱の反射率」ともいう）は、高い程前述したような効果が高まるため、７５％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがさらに好ましく、９５％以上であることが最も好ましい。
このような蓋体２２２の窓部２３以外の部分の構成材料としては、特に限定されず、例えば、セラミックス材料、金属材料、樹脂材料等を用いることができるが、金属材料を用いることが好ましい。これにより、蓋体２２２の外表面の熱の反射率を７５％以上とすることができる。また、基体２２１を金属材料で構成した場合、基体２２１と蓋体２２２とを溶接により比較的簡単かつ確実に気密的に接合することができる。

蓋体２２２を構成する金属材料としては、特に限定されないが、例えば、銅（熱の反射率９７．９３％）、銀（熱の反射率９８．４７％）、金（熱の反射率９８．６２％）、チタン（熱の反射率７８．０４％）、クロム（熱の反射率９３．７７％）、鉄（熱の反射率８７．０９％）、コバルト（熱の反射率８７．７５％）、ニッケル（熱の反射率９２．３８％）、アルミニウム（熱の反射率９９．０３％）、イリジウム（熱の反射率９８．７３％）、鉛（熱の反射率９８．９０％）等の金属またはこれらのうちの少なくとも１種を含む合金を用いることができ、中でも、熱の反射率が高いという観点から、銅、銀、金、クロム、ニッケル、アルミニウム、イリジウム、鉛を用いることが好ましく、さらに化学安定性に優れているという観点から、金が好ましい。

また、蓋体２２２は、１種の金属または合金で構成されていてもよいし、２種以上の金属または合金を積層して構成されていてもよい。
また、蓋体２２２の外表面には、金属膜が設けられていることが好ましい。これにより、蓋体２２２の基材の熱の反射率が高くなくても、金属膜を設けた部位の波長４μｍの電磁波に対する反射率を７５％以上とすることができる。また、蓋体２２２の基材に基体２２１との接合に適するとともに機械的強度の優れた材料を用いながら、蓋体２２２の熱の反射率を優れたものとすることができる。

かかる金属膜に用いる材料としては、前述した金属材料の中でも、熱の反射率が高いという観点から、銅、銀、金、クロム、ニッケル、アルミニウム、イリジウム、鉛を用いることが好ましく、さらに化学安定性に優れているという観点から、金が好ましい。
このような金属膜の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、蒸着、スパッタリング等の気相成膜法を用いることができる。なお、かかる金属膜は、第２ユニット３またはパッケージ５から輻射された熱が到達する部位に設ければよく、必ずしも蓋体２２２の外表面の全域に設けなくてもよい。

ここで、蓋体２２２の窓部２３以外の部分が励起光に対して透過性を有する材料で構成されている場合、蓋体２２２の窓部２３以外の部分と窓部２３と一体的に形成することができる。また、蓋体２２２の窓部２３以外の部分が励起光に対して透過性を有しない材料で構成されている場合、蓋体２２２の窓部２３以外の部分と窓部２３とを別体で形成し、これらを公知の接合方法により接合すればよい。

また、基体２２１と蓋体２２２とは気密的に接合されているのが好ましい。すなわち、第１パッケージ２２内が気密空間であることが好ましい。これにより、第１パッケージ２２内を減圧状態（大気圧よりも減圧した状態）または不活性ガス封入状態とすることができ、その結果、原子発振器１の特性を向上させることができる。
また、基体２２１と蓋体２２２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２２１と蓋体２２２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。
また、第１パッケージ２２内には、前述した光出射部２１以外の部品が収納されていてもよい。
例えば、第１パッケージ２２内には、光出射部２１の温度を調節する温度調節素子や温度センサー等が収納されていてもよい。かかる温度調節素子としては、例えば、発熱抵抗体（ヒーター）、ペルチェ素子等が挙げられる。

このような基体２２１および蓋体２２２を有して構成された第１パッケージ２２によれば、光出射部２１から第１パッケージ２２外への励起光の出射を許容しつつ、光出射部２１を第１パッケージ２２内に収納することができる。
また、第１パッケージ２２は、基体２２１が第２パッケージ３６とは反対側に配置されるように、後述するパッケージ５に保持されている。

（第２ユニット）
前述したように、第２ユニット３（第２電子部品）は、ガスセル３１と、光検出部３２と、ヒーター３３と、温度センサー３４と、コイル３５と、これらを収納する第２パッケージ３６とを備える。

［ガスセル］
ガスセル３１内には、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ている。
例えば、ガスセル３１は、図示しないが、柱状の貫通孔を有する本体部と、その貫通孔の両開口を封鎖する１対の窓部とを有する。これにより、前述したようなアルカリ金属が封入される内部空間が形成される。

ここで、ガスセル３１の各窓部は、前述した光出射部２１からの励起光に対する透過性を有している。そして、一方の窓部は、ガスセル３１内へ入射する励起光が透過するものであり、他方の窓部は、ガスセル３１内から出射した励起光が透過するものである。
したがって、ガスセル３１の窓部を構成する材料としては、前述したような励起光に対する透過性を有していれば、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、ガスセル３１の本体部を構成する材料は、特に限定されず、金属材料、樹脂材料等であってもよく、窓部と同様にガラス材料、水晶等であってもよい。
そして、各窓部は、本体部に対して気密的に接合されている。これにより、ガスセル３１の内部空間を気密空間とすることができる。
ガスセル３１の本体部と窓部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。

また、このようなガスセル３１は、ヒーター３３により、前述した光出射部２１とは異なる温度（第２温度）、例えば、７０℃程度に温度調節される。
すなわち、第２ユニット３は、第１ユニット２よりも高い温度で温度制御されている。この場合、パッケージ５と第１ユニット２および第２ユニット３との間、および、第１ユニット２と第２ユニット３と間の輻射による熱の伝達に起因する問題が顕著となる。そのため、この場合、本発明を適用することによる効果が顕著に現れる。

［光検出部］
光検出部３２は、ガスセル３１内を透過した励起光ＬＬ（共鳴光１、２）の強度を検出する機能を有する。
この光検出部３２としては、上述したような励起光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３３は、前述したガスセル３１（より具体的にはガスセル３１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３１中のアルカリ金属をガス状に維持することができる。
このヒーター３３は、通電により発熱するものであり、例えば、ガスセル３１の外表面上に設けられた発熱抵抗体で構成されている。このような発熱抵抗体は、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される。

ここで、かかる発熱抵抗体は、ガスセル３１の励起光の入射部または出射部に設けられる場合、励起光に対する透過性を有する材料、具体的には、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ_３Ｏ_３、ＳｎＯ_２、Ｓｂ含有ＳｎＯ_２、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物等の透明電極材料で構成される。

なお、ヒーター３３は、ガスセル３１を加熱することができるものであれば、特に限定されず、ガスセル３１に対して非接触であってもよい。また、ヒーター３３に代えて、または、ヒーター３３と併用して、ペルチェ素子を用いて、ガスセル３１を加熱してもよい。
このようなヒーター３３は、後述する制御部７の温度制御部７２に電気的に接続され、通電される。

［温度センサー］
温度センサー３４は、ヒーター３３またはガスセル３１の温度を検出するものである。そして、この温度センサー３４の検出結果に基づいて、前述したヒーター３３の発熱量が制御される。これにより、ガスセル３１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。

なお、温度センサー３４の設置位置は、特に限定されず、例えば、ヒーター３３上であってもよいし、ガスセル３１の外表面上であってもよい。
温度センサー３４としては、それぞれ、特に限定されず、サーミスタ、熱電対等の公知の各種温度センサーを用いることができる。
このような温度センサー３４は、図示しない配線を介して、後述する制御部７の温度制御部７２に電気的に接続されている。

［コイル］
コイル３５は、通電により、磁場を発生させる機能を有する。これにより、ガスセル３１中のアルカリ金属に磁場を印加することにより、ゼーマン分裂により、アルカリ金属の縮退している異なるエネルギー準位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。
なお、コイル３５が発生する磁場は、直流磁場または交流磁場のいずれかの磁場であってもよいし、直流磁場と交流磁場とを重畳させた磁場であってもよい。

このコイル３５の設置位置は、特に限定されず、図示しないが、例えば、ソレノイド型を構成するようにガスセル３１の外周に沿って巻回して設けられていてもよいし、ヘルムホルツ型を構成するように１対のコイルをガスセル３１を介して対向させてもよい。
このコイル３５は、図示しない配線を介して、後述する制御部７の磁場制御部７３に電気的に接続されている。これにより、コイル３５に通電を行うことができる。
このようなコイル３５の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、銀、銅、パラジウム、白金、金、または、これらの合金等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

［第２パッケージ（光検出側パッケージ）］
第２パッケージ３６は、前述したガスセル３１、光検出部３２、ヒーター３３、温度センサー３４およびコイル３５を収納する。
この第２パッケージ３６は、前述した第１ユニット２の第１パッケージ２２と同様に、構成されている。

具体的には、第２パッケージ３６は、図５に示すように、基体３６１（光検出側基体）と、蓋体３６２（光検出側蓋体）とを備える。
基体３６１は、ガスセル３１、光検出部３２、ヒーター３３、温度センサー３４およびコイル３５を直接的または間接的に支持する。本実施形態では、基体３６１は、板状をなし、平面視で円形をなしている。

そして、この基体３６１の一方の面（実装面）には、ガスセル３１、光検出部３２、ヒーター３３、温度センサー３４およびコイル３５（複数の実装部品）が設置（実装）される。また、基体３６１の他方の面には、図５に示すように、複数の端子３６３（リード）が＋Ｘ軸方向に突出している。この複数の端子３６３は、図示しない配線を介して光検出部３２、ヒーター３３、温度センサー３４およびコイル３５に電気的に接続されている。

この複数の端子３６３は、図５に示すように、それぞれ、Ｘ軸方向に延びており、互いに平行となるように、一方向（本実施形態ではＹ軸方向）に並んでいる。
このような基体３６１の構成材料としては、特に限定されず、例えば、セラミックス材料、金属材料、樹脂材料等を用いることができるが、金属材料を用いることが好ましい。これにより、蓋体３６２を金属材料で構成した場合、基体３６１と蓋体３６２とを溶接により比較的簡単かつ確実に気密的に接合することができる。

このような基体３６１には、基体３６１上のガスセル３１、光検出部３２、ヒーター３３、温度センサー３４およびコイル３５を覆う蓋体３６２が接合されている。
蓋体３６２は、一端部が開口した有底筒状をなしている。本実施形態では、蓋体３６２の筒状部は、円筒状をなす。
この蓋体３６２の一端部の開口は、前述した基体３６１により塞がれている。

そして、蓋体３６２の他端部、すなわち蓋体３６２の開口とは反対側の底部には、窓部３７が設けられている。
この窓部３７は、ガスセル３１と光出射部２１との間の光軸ａ上に設けられている。
そして、窓部３７は、前述した励起光に対して透過性を有する。
本実施形態では、窓部３７は、光透過性を有する板状部材で構成されている。

なお、窓部３７は、励起光に対する透過性を有するものであれば、光透過性を有する板状部材に限定されず、例えば、レンズ、偏光板、λ／４波長板等の光学部品であってもよい。
このような蓋体３６２の外表面（窓部３７を除く部分）は、波長４μｍの電磁波（すなわち遠赤外線）に対する反射率が５０％以上である。これにより、パッケージ５から輻射された熱が蓋体３６２の外表面（第２電子部品の外表面）で反射されるため、パッケージ５の小型化を図っても、パッケージ５の外部から蓋体３６２への熱の伝達を抑制することができる。

また、第１ユニット２から輻射された熱が蓋体３６２の外表面で反射されるため、第１ユニット２と第２ユニット３との間の距離を小さくしても、第１ユニット２から第２ユニット３への熱の伝達を抑制することができる。
このようなことから、第２パッケージ３６の内部空間Ｓ２（図６参照）内を高精度に温度調節することができる。

特に、前述したように、第１ユニット２の蓋体２２２の外表面も熱の反射率が高められていることから、第１ユニット２と第２ユニット３との間の輻射による熱の伝達をより効果的に抑制することができる。
また、蓋体３６２の外表面の熱の反射率は、高い程前述したような効果が高まるため、７５％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがさらに好ましく、９５％以上であることが最も好ましい。

このような蓋体３６２の窓部３７以外の部分の構成材料としては、特に限定されず、例えば、セラミックス材料、金属材料、樹脂材料等を用いることができるが、金属材料を用いることが好ましい。これにより、蓋体３６２の外表面の熱の反射率を７５％以上とすることができる。また、基体３６１を金属材料で構成した場合、基体３６１と蓋体３６２とを溶接により比較的簡単かつ確実に気密的に接合することができる。

蓋体３６２を構成する金属材料としては、特に限定されないが、例えば、銅（熱の反射率９７．９３％）、銀（熱の反射率９８．４７％）、金（熱の反射率９８．６２％）、チタン（熱の反射率７８．０４％）、クロム（熱の反射率９３．７７％）、鉄（熱の反射率８７．０９％）、コバルト（熱の反射率８７．７５％）、ニッケル（熱の反射率９２．３８％）、アルミニウム（熱の反射率９９．０３％）、イリジウム（熱の反射率９８．７３％）、鉛（熱の反射率９８．９０％）等の金属またはこれらのうちの少なくとも１種を含む合金を用いることができ、中でも、熱の反射率が高いという観点から、銅、銀、金、クロム、ニッケル、アルミニウム、イリジウム、鉛を用いることが好ましく、さらに化学安定性に優れているという観点から、金が好ましい。

また、蓋体３６２は、１種の金属または合金で構成されていてもよいし、２種以上の金属または合金を積層して構成されていてもよい。
また、蓋体３６２の外表面には、金属膜が設けられていることが好ましい。これにより、蓋体３６２の基材の熱の反射率が高くなくても、金属膜を設けた部位の波長４μｍの電磁波に対する反射率を７５％以上とすることができる。また、蓋体３６２の基材に基体３６１との接合に適するとともに機械的強度の優れた材料を用いながら、蓋体３６２の熱の反射率を優れたものとすることができる。

かかる金属膜に用いる材料としては、前述した金属材料の中でも、熱の反射率が高いという観点から、銅、銀、金、クロム、ニッケル、アルミニウム、イリジウム、鉛を用いることが好ましく、さらに化学安定性に優れているという観点から、金が好ましい。
このような金属膜の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、蒸着、スパッタリング等の気相成膜法を用いることができる。なお、かかる金属膜は、第１ユニット２またはパッケージ５から輻射された熱が到達する部位に設ければよく、必ずしも蓋体３６２の外表面の全域に設けなくてもよい。
このような蓋体３６２の窓部３７以外の部分の構成材料としては、特に限定されず、例えば、セラミックス、金属、樹脂等を用いることができる。

ここで、蓋体３６２の窓部３７以外の部分が励起光に対して透過性を有する材料で構成されている場合、蓋体３６２の窓部３７以外の部分と窓部３７と一体的に形成することができる。また、蓋体３６２の窓部３７以外の部分が励起光に対して透過性を有しない材料で構成されている場合、蓋体３６２の窓部３７以外の部分と窓部３７とを別体で形成し、これらを公知の接合方法により接合すればよい。

また、基体３６１と蓋体３６２とは気密的に接合されているのが好ましい。すなわち、第２パッケージ３６内が気密空間であることが好ましい。これにより、第２パッケージ３６内を減圧状態（大気圧よりも減圧した状態）または不活性ガス封入状態とすることができ、その結果、原子発振器１の特性を向上させることができる。
また、基体３６１と蓋体３６２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３６１と蓋体３６２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。
また、第２パッケージ３６内には、少なくともガスセル３１および光検出部３２が収納されていればよく、また、前述したガスセル３１、光検出部３２、ヒーター３３、温度センサー３４およびコイル３５以外の部品が収納されていてもよい。

このような基体３６１および蓋体３６２を有して構成された第２パッケージ３６によれば、光出射部２１からの励起光の第２パッケージ３６内への入射を許容しつつ、ガスセル３１および光検出部３２を第２パッケージ３６内に収納することができる。したがって、前述したような第１パッケージ２２と組み合わせて第２パッケージ３６を用いることにより、光出射部２１からガスセル３１を介して光検出部３２への励起光の光路を確保しつつ、光出射部２１およびガスセル３１を互いに非接触の別々のパッケージに収納することができる。
また、第２パッケージ３６は、基体３６１が第１パッケージ２２とは反対側に配置されるように、後述するパッケージ５に保持されている。

（パッケージ）
パッケージ５は、前述した第１パッケージ２２および第２パッケージ３６を収納する機能を有する。
このパッケージ５は、第１ユニット２および第２ユニット３を互いに離間して配置した状態で収納している内部空間Ｓを有し、その内部空間Ｓが大気圧よりも減圧された状態となっている。これにより、パッケージ５と第１ユニット２および第２ユニット３との間、および、第１ユニット２と第２ユニット３と間の熱伝導および対流による熱の伝達を抑制することができる。

具体的に説明すると、図５に示すように、パッケージ５は、上側に開口する凹部５１を有する本体５０と、凹部５１を封鎖する蓋体５４とを有する。
本体５０の凹部５１には、第１パッケージ２２および第２パッケージ３６が設置されている。
また、この凹部５１は、第１パッケージ２２および第２パッケージ３６の位置および姿勢を規制する形状をなす。これにより、第１パッケージ２２および第２パッケージ３６をパッケージ５の凹部５１に設置することにより、光出射部２１および光検出部３２を含む光学系の位置決めを行うことができる。そのため、パッケージ５に対する第１パッケージ２２および第２パッケージ３６の設置を容易なものとすることができる。

ここで、凹部５１は、Ｘ軸方向に延在し、その一端部側（図５中の左側）には、第１パッケージ２２が配置され、他端部側（図５中の右側）には、第２パッケージ３６が配置されている。
また、第１パッケージ２２および第２パッケージ３６は、筒状をなす蓋体２２２および蓋体３６２の軸線がそれぞれ凹部５１の延在方向（Ｘ軸方向）に平行となるように配置されている。これにより、第１パッケージ２２および第２パッケージ３６は、蓋体２２２および蓋体３６２の軸線が互いに一致または平行となるように配置されている。

本実施形態では、凹部５１の横断面が矩形をなしている。
また、本体５０の一端部側（図５中の左側）には、第１パッケージ２２の基体２２１を支持する支持部５２（第１支持部）が設けられ、本体５０の他端部（図５中の右側）には、第２パッケージ３６の基体３６１を支持する支持部５３（第２支持部）が設けられている。

このように、支持部５２が基体２２１を支持するとともに、支持部５２に対向する支持部５３が基体３６１を支持することにより、第１パッケージ２２とパッケージ５との接触部と、第２パッケージ３６とパッケージ５との接触部との距離を大きくすることができる。そのため、第１パッケージ２２と第２パッケージ３６との間のパッケージ５を介した熱伝導をより効果的に抑えることができる。

また、蓋体２２２および蓋体３６２は、それぞれ、パッケージ５に対して非接触である。これにより、第１パッケージ２２と第２パッケージ３６との間のパッケージ５を介した熱伝導をより効果的に抑えることができる。特に、凹部５１の横断面が矩形をなすのに対し、蓋体２２２、３６２の筒状部がそれぞれ円筒状をなしているため、蓋体２２２、３６２の側面とパッケージ５との間に比較的大きな隙間を形成することができる。その結果、蓋体２２２、３６２からパッケージ５への熱の伝導を極めて小さく抑えることができる。また、仮に蓋体２２２、３６２の側面とパッケージ５とが接触していたとしても、その接触面積を小さくすることができる。

ここで、支持部５２は、Ｙ軸およびＺ軸に平行な設置面を有する。この設置面には、前述した第１パッケージ２２の基体２２１の蓋体２２２とは反対側の面が接触または近接する。これにより、パッケージ５に対する第１パッケージ２２の位置および姿勢を規制することができる。なお、基体２２１は、例えば、支持部５２に接着剤を用いて固定することができる。

また、支持部５２には、前述した第１パッケージ２２の複数の端子２２３が挿通される複数の貫通孔５２１が形成されている。すなわち、支持部５２は、第１パッケージ２２が装着されるソケットのような形態をなす。これによっても、パッケージ５に対する第１パッケージ２２の位置および姿勢を規制することができる。なお、複数の端子２２３は、例えば、半田により支持部５２に固定することができる。

複数の端子２２３は、複数の貫通孔５２１を貫通している。これにより、各端子２２３の先端部は、パッケージ５から突出している。
ここで、複数の貫通孔５２１は、複数の端子２２３に対応して設けられ、それぞれ、Ｘ軸方向に延びており、Ｙ軸方向に並んでいる。したがって、複数の端子２２３のパッケージ５から突出した部分も、Ｙ軸方向に並んでいる。

同様に、支持部５３は、Ｙ軸およびＺ軸に平行な設置面を有する。この設置面には、前述した第２パッケージ３６の基体３６１の蓋体３６２とは反対側の面が接触または近接する。これにより、パッケージ５に対する第２パッケージ３６の位置および姿勢を規制することができる。なお、基体３６１は、例えば、支持部５３に接着剤を用いて固定することができる。

また、支持部５３には、前述した第２パッケージ３６の複数の端子３６３が挿通される複数の貫通孔５３１が形成されている。すなわち、支持部５３は、第２パッケージ３６が装着されるソケットのような形態をなす。これによっても、パッケージ５に対する第２パッケージ３６の位置および姿勢を規制することができる。なお、複数の端子３６３は、例えば、半田により支持部５３に固定することができる。

複数の端子３６３は、複数の貫通孔５３１を貫通している。これにより、各端子３６３の先端部は、パッケージ５から突出している。

ここで、複数の貫通孔５３１は、複数の端子３６３に対応して設けられ、それぞれ、Ｘ軸方向に延びており、Ｙ軸方向に並んでいる。したがって、複数の端子３６３のパッケージ５から突出した部分も、Ｙ軸方向に並んでいる。
このような本体５０には、凹部５１の開口を塞ぐ蓋体５４が接合されている。
蓋体５４は、平板状をなしている。

また、本体５０と蓋体５４とは気密的に接合されているのが好ましい。すなわち、パッケージ５内が気密空間であることが好ましい。これにより、パッケージ５内を減圧状態（大気圧よりも減圧した状態）または不活性ガス封入状態とすることができる。
また、本体５０と蓋体５４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。

このようなパッケージ５の本体５０および蓋体５４の構成材料は、それぞれ、特に限定されず、金属材料、樹脂材料、セラミックス材料等が挙げられるが、樹脂材料、セラミックス材料等の非金属材料であることが好ましい。
これにより、第１パッケージ２２と第２パッケージ３６との間のパッケージ５を介した熱伝導を小さくすることができる。その結果、光出射部２１とガスセル３１との間の熱干渉を効果的に防止または抑制することができる。

パッケージ５を構成する樹脂材料としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のポリオレフィン、アクリル系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテル、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（例えば２層以上の積層体として）用いることができる。

また、パッケージ５を構成するセラミックス材料としては、特に限定されないが、例えば、各種ガラス、また、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、イットリア、リン酸カルシウム等の酸化物セラミックス、さらに、窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン、窒化ボロン等の窒化物セラミックス、また、グラファイト、タングステンカーバイト等の炭化物系セラミックス、その他、例えばチタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、ＰＺＴ、ＰＬＺＴ、ＰＬＬＺＴ等の強誘電体材料などが挙げられる。

また、パッケージ５の熱電導率は、０．１Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１以上４０Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１以下であることが好ましく、０．１Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１以上０．５Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１以下であることがより好ましい。これにより、第１パッケージ２２と第２パッケージ３６との間のパッケージ５を介した熱伝導をより効果的に抑えることができる。すなわち、パッケージ５の断熱性を高め、第１パッケージ２２と第２パッケージ３６とを熱的に分離する効果を顕著なものとすることができる。

これに対し、かかる熱伝導率が低すぎる場合、パッケージ５の形状、大きさ等によっては、パッケージ５に必要な剛性を確保できる材料の選定が難しく、一方、かかる熱伝導率が高すぎる場合、第１パッケージ２２とパッケージ５との接触部と、第２パッケージ３６とパッケージ５との接触部との距離によっては、第１パッケージ２２と第２パッケージ３６との間のパッケージ５を介した熱伝導を抑えることが難しい。

また、本実施形態では、図６に示すように、パッケージ５の内表面（内側の表面）には、熱の反射を防止する反射防止層５５が設けられている。この反射防止層５５は、黒色または暗色を呈する。すなわち、パッケージの５内表面は、黒色または暗色の部分を含んでいる。これにより、第１ユニット２および第２ユニット３から輻射された熱がパッケージ５の内表面で吸収されるため、第１ユニット２および第２ユニット３のうちの一方のユニットから輻射された熱がパッケージ５の内表面で反射して他方のユニットに伝達されるのを抑制することができる。

この反射防止層５５の熱の反射率は、低い程よく、３０％以下であることが好ましく、１０％以下であることがより好ましい。
このような反射防止層５５は、熱の吸収性に優れているものであれば、特に限定されないが、例えば、黒色または暗色の塗装により形成することができる。なお、反射防止層５５は、第１ユニット２または第２ユニット３から輻射された熱が到達する部位に設ければよく、必ずしもパッケージ５の内表面の全域に設けなくてもよい。

また、パッケージ５の外表面（外側の表面）には、熱に対する反射性を有する反射層５６が設けられている。この反射層５６は、波長４μｍの電磁波に対する反射率が５０％以上である。これにより、パッケージ５の外部からの熱がパッケージ５の外表面で反射されるため、パッケージ５の外部からの熱がパッケージ５内に伝達されるのを抑制することができる。

この反射層５６は、金属材料で構成されていることが好ましい。これにより、反射層５６の波長４μｍの電磁波に対する反射率を５０％以上とすることができる。
反射層５６に用いる金属材料としては、前述した蓋体２２２および蓋体３６２に用いる金属材料を用いることができるが、熱の反射性および化学安定性が優れるという観点から、金を用いることが好ましい。

このような反射層５６の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、蒸着、スパッタリング等の気相成膜法を用いることができる。なお、反射層５６は、パッケージ５の外部の熱が到達する部位に設ければよく、必ずしもパッケージ５の外表面の全域に設けなくてもよい。
このようなパッケージ５内は、大気圧よりも減圧された状態または不活性ガス封入状態であることが好ましい。これにより、前述したような第１ユニット２の蓋体２２２や第２ユニット３の蓋体３６２の外表面の酸化等の劣化を防止し、長期にわたり、蓋体２２２や蓋体３６２の外表面の熱の反射率を高い状態に維持することができる。

（配線基板）
配線基板６は、図示しない配線を有し、かかる配線を介して、配線基板６に搭載された制御部７等の電子部品と、第１パッケージ２２の複数の端子２２３および第２パッケージの複数の端子３６３とを電気的に接続する機能を有する。
また、配線基板６は、複数の端子２２３および複数の端子３６３を介して、パッケージ５を支持する機能をも有する。

具体的に説明すると、配線基板６は、図５に示すように、その厚さ方向に貫通する貫通孔６１が形成されている。
この貫通孔６１には、パッケージ５が挿入されている。これにより、パッケージ５を配線基板６の面上に搭載する場合に比し、装置全体の低背化を図ることができる。
本実施形態では、貫通孔６１は、平面視で、パッケージ５の外形と相似する形状、すなわち、四角形（より具体的には、Ｘ軸方向を長手方向とする長方形）をなしている。

また、貫通孔６１は、平面視で、パッケージ５の外形よりも大きく形成されている。すなわち、貫通孔６１は、平面視で、パッケージ５のＸ軸方向での長さも大きい長さを有し、かつ、パッケージ５のＹ軸方向での長さ（幅）よりも大きい幅を有する。
したがって、貫通孔６１に挿入されたパッケージ５は、配線基板６に対して離間している。これにより、パッケージ５に保持されたガスセル３１、光出射部２１および光検出部３２と配線基板６との間の熱の干渉を抑制することができる。

このような貫通孔６１の周囲において、配線基板６の一方の面には、複数の端子６２および複数の端子６３が設けられている。
本実施形態では、複数の端子６２は、貫通孔６１の長手方向での一端部近傍に設けられ、一方、複数の端子６３は、貫通孔６１の長手方向での他端部近傍に設けられている。
複数の端子６２は、前述した第１パッケージ２２の複数の端子２２３に対応して設けられている。そして、複数の端子６２には、それぞれ、対応する複数の端子２２３が接合されている。

また、複数の端子６３は、前述した第２パッケージ３６の複数の端子３６３に対応して設けられている。そして、複数の端子６３には、それぞれ、対応する複数の端子３６３が接合されている。
これらの接合により、パッケージ５が複数の端子２２３および複数の端子３６３を介して配線基板６に支持されるとともに、複数の端子２２３が複数の端子６２にそれぞれ電気的に接続され、複数の端子３６３が複数の端子６３にそれぞれ電気的に接続されている。

ここで、配線基板６の面は、Ｘ軸およびＹ軸に平行な面であり、前述したように、複数の端子２２３は、Ｙ軸方向に並んでいる。したがって、複数の端子２２３は、配線基板６の面に沿って並んでいる。同様に、複数の端子３６３は、配線基板６の面に沿って並んでいる。
これにより、複数の端子２２３、３６３に生じる応力を低減しつつ、配線基板６と複数の端子２２３、３６３とを接合することができる。そのため、原子発振器１の信頼性を高めることができる。

また、このように、パッケージ５を貫通した複数の端子２２３を介して、第１パッケージ２２と配線基板６との電気的接続、および、配線基板６に対するパッケージ５の支持を行うことにより、第１パッケージ２２の複数の端子とパッケージ５の複数の端子とを別体として構成する場合に比し、端子同士の接点の数が少なくなるため、複数の端子２２３の電気的接続の信頼性を高めることができる。

端子２２３と端子６２との接合方法、および、端子３６３と端子６３との接合方法としては、それぞれ、接合部の電気的導通を確保しながら接合し得るものであれば、特に限定されず、例えば、半田による接合方法、異方性導電接着剤による接合方法等が挙げられる。また、端子２２３および端子６２が圧着端子のように構成されている場合、端子２２３および端子６２を圧着により接合することもできる。同様に、端子３６３および端子６３が圧着端子のように構成されている場合、端子３６３および端子６３を圧着により接合することもできる。

このような複数の端子２２３、３６３は、それぞれ、図示しない配線を介して、制御部７に電気的に接続されている。
このような配線基板６としては、各種プリント配線基板を用いることができるが、パッケージ５を支持するのに必要な剛性を確保する観点から、リジット部を有する基板、例えば、リジット基板、リジットフレキシブル基板等を用いるのが好ましい。

なお、配線基板６として、リジット部を有しない配線基板（例えば、フレキシブル基板）を用いた場合であっても、例えば、かかる配線基板に、剛性を向上させるための補強部材を接合することにより、パッケージ５を支持するのに必要な剛性を確保することができる。
また、配線基板６の一方の面には、制御部７が設置されている。なお、配線基板６には、制御部７以外の電子部品が搭載されていてもよい。

［制御部］
図２に示す制御部７は、ヒーター３３、コイル３５および光出射部２１をそれぞれ制御する機能を有する。
本実施形態では、制御部７は、配線基板６に搭載されたＩＣ（Integrated Circuit）チップで構成されている。

このような制御部７は、光出射部２１の共鳴光１、２の周波数を制御する励起光制御部７１と、ガスセル３１中のアルカリ金属の温度を制御する温度制御部７２と、ガスセル３１に印加する磁場を制御する磁場制御部７３とを有する。
励起光制御部７１は、前述した光検出部３２の検出結果に基づいて、光出射部２１から出射される共鳴光１、２の周波数を制御する。より具体的には、励起光制御部７１は、前述した光検出部３２によって検出された（ω１−ω２）が前述したアルカリ金属固有の周波数ω０となるように、光出射部２１から出射される共鳴光１、２の周波数を制御する。また、励起光制御部７１は、光出射部２１から出射される共鳴光１、２の中心周波数を制御する。

また、温度制御部７２は、温度センサー３４の検出結果に基づいて、ヒーター３３への通電を制御する。これにより、ガスセル３１を所望の温度範囲内に維持することができる。ここで、温度センサー３４は、ガスセル３１の温度を検知する温度検知手段を構成する。
また、磁場制御部７３は、コイル３５が発生する磁場が一定となるように、コイル３５への通電を制御する。

以上説明したような本実施形態の原子発振器１によれば、パッケージ５の内部空間Ｓが大気圧よりも低い状態であるため、パッケージ５と第１ユニット２および第２ユニット３との間、および、第１ユニット２と第２ユニット３と間の熱伝導および対流による熱の伝達を抑制することができる。
その上で、パッケージ５から輻射された熱が第１ユニット２および第２ユニット３の外表面で反射されるため、パッケージ５の小型化を図っても、パッケージ５の外部から第１ユニット３または第２ユニット３への熱の伝達を抑制することができる。

また、第１ユニット２および第２ユニット３のうちの一方のユニットから輻射された熱が他方のユニットで反射されるため、第１ユニット２と第２ユニット３との間の距離を小さくしても、当該一方のユニットから当該他方のユニットへの熱の伝達を抑制することができる。
このようなことから、原子発振器１では、小型化を図りつつ、パッケージ５内の２つのユニット（より具体的には、光出射部２１およびガスセル３１）のそれぞれの温度変動を抑制することができる。

２．電子機器
以上説明したような原子発振器は、各種電子機器に組み込むことができる。
以下、本発明の電子機器について説明する。
図７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システム構成概要図である。

図７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。

図８は、本発明の原子発振器を用いたクロック伝送システムの一例を示す概略構成図である。
図８に示すクロック伝送システム５００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。

このクロック伝送システム５００は、Ａ局（上位（Ｎ系））のクロック供給装置（ＣＳＭ：Clock Supply Module）５０１およびＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy）装置５０２と、Ｂ局（上位（Ｅ系））のクロック供給装置５０３およびＳＤＨ装置５０４と、Ｃ局（下位）のクロック供給装置５０５およびＳＤＨ装置５０６、５０７とを備える。
クロック供給装置５０１は、原子発振器１を有し、Ｎ系のクロック信号を生成する。このクロック供給装置５０１内の原子発振器１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５０８、５０９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５０２は、クロック供給装置５０１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５０５に伝送する。
クロック供給装置５０３は、原子発振器１を有し、Ｅ系のクロック信号を生成する。このクロック供給装置５０３内の原子発振器１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５０８、５０９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５０４は、クロック供給装置５０３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５０５に伝送する。
クロック供給装置５０５は、クロック供給装置５０１、５０３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。

ここで、クロック供給装置５０５は、通常、クロック供給装置５０１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５０５は、クロック供給装置５０３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５０６は、クロック供給装置５０５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５０７は、クロック供給装置５０５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。

３．移動体
また、前述したような本発明の原子発振器は、各種移動体に組み込むことができる。このような本発明の原子発振器を備える移動体は、優れた信頼性を有する。
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。

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。

なお、本発明の電子機器または移動体は、前述したものに限定されず、例えば、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等に適用することができる。

以上、本発明の電子デバイス、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い。
また、本発明における各部の構成は、前述した実施形態の構成と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。

また、本発明は、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、前述した実施形態では、本発明の電子デバイスを量子干渉装置に適用した場合を例に説明したが、本発明の電子デバイスは、これに限定されず、互いに異なる温度で温度調節される２つの電子部品（第１電子部品および第２電子部品）を１つのパッケージ内に収納した各電子デバイスに適用可能である。すなわち、第１電子部品および第２電子部品としては、温度特性や動作温度が互いに異なるものであれば、各種電子部品を用いることができる。

１‥‥原子発振器 ２‥‥第１ユニット（第１電子部品） ３‥‥第２ユニット（第２電子部品） ５‥‥パッケージ ６‥‥配線基板 ７‥‥制御部 ２１‥‥光出射部 ２２‥‥パッケージ ２３‥‥窓部 ３１‥‥ガスセル ３２‥‥光検出部 ３３‥‥ヒーター ３４‥‥温度センサー ３５‥‥コイル ３６‥‥パッケージ ３７‥‥窓部 ５０‥‥本体 ５１‥‥凹部 ５２‥‥支持部 ５３‥‥支持部 ５４‥‥蓋体 ５５‥‥反射防止層 ５６‥‥反射層 ６１‥‥貫通孔 ６２‥‥端子 ６３‥‥端子 ７１‥‥励起光制御部 ７２‥‥温度制御部 ７３‥‥磁場制御部 １００‥‥測位システム ２００‥‥衛星 ２２１‥‥基体 ２２２‥‥蓋体 ２２３‥‥端子 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 ３６１‥‥基体 ３６２‥‥蓋体 ３６３‥‥端子 ４００‥‥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 ５００‥‥クロック伝送システム ５０１‥‥クロック供給装置 ５０２‥‥ＳＤＨ装置 ５０３‥‥クロック供給装置 ５０４‥‥ＳＤＨ装置 ５０５‥‥クロック供給装置 ５０６‥‥ＳＤＨ装置 ５０７‥‥ＳＤＨ装置 ５０８‥‥マスタークロック ５２１‥‥貫通孔 ５３１‥‥貫通孔 １５００‥‥移動体 １５０１‥‥車体 １５０２‥‥車輪 ａ‥‥光軸 ＬＬ‥‥励起光 Ｓ‥‥内部空間 Ｓ１‥‥内部空間 Ｓ２‥‥内部空間

Claims (9)

1. 光を出射する光出射部、および、前記光出射部を収納している第１パッケージを有し、前記第１パッケージ内が気密空間である第１電子部品と、
   前記光により励起される金属原子が封入されているガスセルを有する第２電子部品と、
   大気圧よりも減圧された状態で、前記第１電子部品および前記第２電子部品を互いに離間して収納している内部空間を有するパッケージと、を備え、
   前記第１パッケージおよび前記第２電子部品のうちの少なくとも前記第１パッケージの外表面の少なくとも一部が、波長４μｍの電磁波に対する反射率が５０％以上であることを特徴とする量子干渉装置。
2. 前記光出射部は、第１温度で温度制御され、
   前記ガスセルは、前記第１温度よりも高い第２温度で温度制御されている請求項１に記載の量子干渉装置。
3. 前記パッケージの内表面は、黒色または暗色の部分を含む請求項１または２に記載の量子干渉装置。
4. 前記パッケージの外表面の少なくとも一部が、波長４μｍの電磁波に対する反射率が５０％以上である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の量子干渉装置。
5. 前記第１パッケージおよび前記第２電子部品のそれぞれの外表面の少なくとも一部が、波長４μｍの電磁波に対する反射率が５０％以上である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の量子干渉装置。
6. 前記第１パッケージおよび前記第２電子部品のうちの少なくとも一方の外表面には、金属膜が配置されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の量子干渉装置。
7. 請求項１ないし６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。
8. 請求項７に記載の原子発振器を備えることを特徴とする電子機器。
9. 請求項７に記載の原子発振器を備えることを特徴とする移動体。

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