JP6511782B2 - Atomic oscillator and gas cell - Google Patents
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Description
本発明は、磁気計測装置、ガスセル、磁気計測装置の製造方法、およびガスセルの製造方法に関する。 The present invention relates to a magnetic measurement device, a gas cell, a method of manufacturing the magnetic measurement device, and a method of manufacturing the gas cell.
アルカリ金属ガスが封入されたガスセルに直線偏光を照射し、偏光面の回転角に応じて磁場を測定する光ポンピング式の磁気計測装置が知られている。特許文献1に、リザーバー(アンプル収容室)にアルカリ金属が封入されたアンプルを収容し、そのアンプルにレーザー光を照射することによりアンプルのガラス管に貫通孔を形成し、アンプル内のアルカリ金属を蒸発させて、その蒸気(ガス)をリザーバーから連通孔を介して主室内に充満させたガスセルを備えた磁気計測装置が開示されている。
There is known an optical pumping type magnetic measurement apparatus which irradiates linearly polarized light to a gas cell in which an alkali metal gas is sealed, and measures a magnetic field in accordance with the rotation angle of the polarization plane. In
ところで、アンプルにレーザー光を照射する際に、リザーバー内でアンプルが安定しなかったりアンプルの位置が個体によってばらついたりすると、アンプルに対するレーザー光の照射位置がずれてしまうことや、アンプルが安定しないためにレーザー光照射による衝撃でアンプルが動いてしまうことがある。そうすると、レーザー光照射による深さ方向の加工が進まずアンプルのガラス管を貫通させることができなくなるため、製造歩留まりの低下や、加工のやり直しによる製造工数の増大を招いてしまう。また、例えば、リザーバーの側面に設けられた開口部からアンプルを挿入してリザーバー内に収納し、開口部を封止部で塞いで封止する場合、アンプルを収納する工程から封止する工程までの取り扱いや封止部で封止する際に、アンプルが開口部からリザーバー外へ出てしまうことがある。このような場合も、製造歩留まりの低下や製造工数の増大を招いてしまう。そのため、リザーバー内に収納したアンプルを安定的した状態で保持し確実に貫通孔を形成できるガスセルおよび磁気計測装置とその製造方法が求められている。 By the way, when the ampoule is irradiated with the laser beam, if the ampoule is not stabilized in the reservoir or the position of the ampoule varies depending on the individual, the irradiation position of the laser beam to the ampoule will be shifted, or the ampoule will not be stabilized. In some cases, the ampule may move due to the impact of laser light irradiation. Then, processing in the depth direction by laser light irradiation does not proceed and the glass tube of the ampoule can not be penetrated, resulting in a decrease in manufacturing yield and an increase in manufacturing man-hours due to rework. Also, for example, when the ampoule is inserted from the opening provided on the side surface of the reservoir and stored in the reservoir and the opening is closed by the sealing unit and sealed, the process from housing the ampoule to the sealing The ampule may come out of the reservoir through the opening when handling or sealing with a seal. Also in such a case, a reduction in manufacturing yield and an increase in manufacturing man-hours are caused. Therefore, there is a need for a gas cell and a magnetic measuring device capable of reliably forming a through hole by holding an ampoule stored in a reservoir in a stable state, and a method of manufacturing the same.
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。 The present invention has been made to solve at least a part of the above-described problems, and can be realized as the following modes or application examples.
[適用例1]本適用例に係る磁気計測装置は、磁場を計測する磁気計測装置であって、第1室と、第2室と、前記第1室と前記第2室とを連通する連通孔と、前記第2室に設けられた開口部と、を有するセル部と、前記開口部を封止する封止部と、前記第2室に配置されたアンプルと、前記第1室と前記第2室とに充填されたアルカリ金属のガスと、を備えたガスセルを含み、前記アンプルは、前記第2室における所定の位置に配置され、前記開口部は、前記所定の位置から離れた位置に設けられていることを特徴とする。 Application Example 1 The magnetic measurement device according to this application example is a magnetic measurement device that measures a magnetic field, and is a communication that connects the first chamber, the second chamber, the first chamber, and the second chamber. A cell portion having a hole and an opening portion provided in the second chamber, a sealing portion sealing the opening portion, an ampoule disposed in the second chamber, the first chamber, and the first chamber A gas cell comprising an alkali metal gas filled in a second chamber, the ampoule being disposed at a predetermined position in the second chamber, and the opening being spaced from the predetermined position It is characterized in that it is provided in
本適用例の構成によれば、磁気計測装置のガスセルにおいて、アンプルは第2室における所定の位置に配置されるので、第2室内でアンプルが安定した状態で保持される。そのため、アンプルにレーザー光を照射して貫通孔を形成する際に、アンプルに対するレーザー光の照射位置のずれが抑えられ、レーザー光照射による衝撃でアンプルが動いてしまうことも抑えられるので、アンプルに確実に貫通孔を形成できる。また、開口部が第2室における所定の位置から離れた位置に設けられているので、開口部を封止部で封止するまでの取り扱いや開口部を封止部で封止する際にアンプルが開口部から第2室外へ出てしまうことを抑止できる。これらにより、磁気計測装置の製造歩留まりの低下や製造工数の増大を抑え、生産性を向上させることが可能なガスセルおよび磁気計測装置を提供することができる。 According to the configuration of the present application example, in the gas cell of the magnetic measurement device, the ampoule is disposed at a predetermined position in the second chamber, so the ampoule is held in a stable state in the second chamber. Therefore, when the ampoule is irradiated with laser light to form a through hole, the displacement of the irradiation position of the laser light to the ampoule is suppressed, and the movement of the ampoule due to the impact of the laser irradiation is also suppressed. The through holes can be formed with certainty. In addition, since the opening is provided at a position away from the predetermined position in the second chamber, an ampoule for handling the opening until it is sealed by the sealing unit or sealing the opening by the sealing unit. Can be prevented from coming out of the opening to the second outdoor. As a result, it is possible to provide a gas cell and a magnetic measurement device capable of improving the productivity by suppressing the decrease in the production yield of the magnetic measurement device and the increase in the number of production steps.
[適用例2]上記適用例に係る磁気計測装置であって、前記第2室の底部側に傾斜面を有し、前記所定の位置は、前記傾斜面における最も低い位置であり、前記開口部は、前記傾斜面よりも高い位置に設けられていることが好ましい。 Application Example 2 In the magnetic measurement device according to the application example described above, an inclined surface is provided on the bottom side of the second chamber, the predetermined position is the lowest position on the inclined surface, and the opening is Is preferably provided at a position higher than the inclined surface.
本適用例の構成によれば、第2室の底部側の傾斜面における最も低い位置にアンプルが配置されるので、第2室内でアンプルを安定した状態で保持できる。また、アンプルを第2室に配置する際は、傾斜面よりも高い位置に設けられた開口部からアンプルを挿入すれば、アンプルは傾斜面上に落下し傾斜面に沿って低い側へ移動するので、アンプルを容易に所定の位置に配置できる。そして、開口部が傾斜面よりも高い位置に設けられているので、アンプルが開口部から第2室外へ出てしまうことを効果的に抑止できる。 According to the configuration of this application example, since the ampoule is disposed at the lowest position on the inclined surface on the bottom side of the second chamber, the ampoule can be stably held in the second chamber. In addition, when arranging the ampoule in the second chamber, if the ampoule is inserted from the opening provided at a position higher than the inclined surface, the ampoule drops on the inclined surface and moves to the lower side along the inclined surface Because the ampoule can be easily put in place. And since the opening is provided at a position higher than the inclined surface, it is possible to effectively prevent the ampoule from coming out of the opening to the second outdoor.
[適用例3]上記適用例に係る磁気計測装置であって、前記第1室と前記第2室とは、第1の方向に沿って並ぶように配置され、前記傾斜面は、前記第1の方向と交差する第2の方向に沿って傾斜しており、前記アンプルは、長手方向を有し、前記長手方向が前記第1の方向に沿うように配置され、前記開口部は、前記第2の方向において前記所定の位置から離れた位置に設けられていることが好ましい。 Application Example 3 In the magnetic measurement apparatus according to the application example described above, the first chamber and the second chamber are disposed to be aligned along a first direction, and the inclined surface is the first surface. The ampoule is longitudinal, the longitudinal direction being disposed along the first direction, the opening being It is preferable to be provided at a position away from the predetermined position in the two directions.
本適用例の構成によれば、傾斜面は第2の方向に沿って傾斜しており、アンプルは長手方向が傾斜面の傾斜方向と交差する第1の方向に沿うように配置されるので、第2室内でアンプルを安定した状態で保持できる。また、開口部が傾斜面の傾斜方向に沿った第2の方向において所定の位置から離れた位置に設けられているので、開口部からアンプルの長手方向が第1の方向に沿うようにしてアンプルを第2室内に挿入でき、かつ、アンプルが開口部から第2室外へ出てしまうことを抑止できる。 According to the configuration of the present application example, the inclined surface is inclined along the second direction, and the ampoule is disposed along the first direction in which the longitudinal direction intersects with the inclination direction of the inclined surface. The ampoule can be held in a stable state in the second chamber. In addition, since the opening is provided at a position away from the predetermined position in the second direction along the inclination direction of the inclined surface, the ampoule from the opening so that the longitudinal direction of the ampoule is along the first direction. Can be inserted into the second chamber, and the ampoule can be prevented from coming out of the opening to the second outdoor.
[適用例4]上記適用例に係る磁気計測装置であって、前記第1室と前記第2室とは、第1の方向に沿って並ぶように配置され、前記傾斜面は、前記第1の方向に沿って傾斜しており、前記アンプルは、長手方向を有し、前記長手方向が前記第1の方向と交差する第2の方向に沿うように配置され、前記開口部は、前記第1の方向において前記所定の位置から離れた位置に設けられていることが好ましい。 Application Example 4 In the magnetic measurement device according to the application example described above, the first chamber and the second chamber are arranged to be aligned along a first direction, and the inclined surface is the first surface. The ampoule has a longitudinal direction and the longitudinal direction is disposed along a second direction crossing the first direction, the opening being It is preferable to be provided at a position away from the predetermined position in the 1 direction.
本適用例の構成によれば、傾斜面は第1の方向に沿って傾斜しており、アンプルは長手方向が傾斜面の傾斜方向と交差する第2の方向に沿うように配置されるので、第2室内でアンプルを安定した状態で保持できる。また、開口部が傾斜面の傾斜方向に沿った第1の方向において所定の位置から離れた位置に設けられているので、開口部からアンプルの長手方向が第2の方向に沿うようにしてアンプルを第2室内に挿入でき、かつ、アンプルが開口部から第2室外へ出てしまうことを抑止できる。 According to the configuration of this application example, the inclined surface is inclined along the first direction, and the ampule is disposed along the second direction in which the longitudinal direction intersects with the inclination direction of the inclined surface. The ampoule can be held in a stable state in the second chamber. In addition, since the opening is provided at a position away from the predetermined position in the first direction along the inclination direction of the inclined surface, the ampule is arranged such that the longitudinal direction of the ampoule extends from the opening along the second direction. Can be inserted into the second chamber, and the ampoule can be prevented from coming out of the opening to the second outdoor.
[適用例5]上記適用例に係る磁気計測装置であって、前記第2室に、同一の方向において互いに反対向きに傾斜して交差する2つの前記傾斜面によって構成される凸状部を有し、前記開口部は、前記2つの傾斜面が傾斜する方向において、前記傾斜面同士が交差する位置と前記所定の位置との間に配置されていることが好ましい。 Application Example 5 In the magnetic measurement apparatus according to the application example described above, the second chamber has a convex portion including two of the inclined surfaces that intersect with each other in the same direction and in opposite directions. Preferably, the opening is disposed between a position where the inclined surfaces intersect with the predetermined position in a direction in which the two inclined surfaces are inclined.
本適用例の構成によれば、互いに反対向きに傾斜して交差する2つの傾斜面によって凸状部が構成されているので、第2室の底部側は、断面視で2つの傾斜面同士が交差する位置を頂点とする山状の形状となっている。このような山状の傾斜面における最も低い位置がアンプルが配置される所定の位置となるので、第2室内でアンプルを安定した状態で保持できる。また、傾斜面が傾斜する方向において開口部が所定の位置と山状の凸状部の頂点の位置との間、すなわち傾斜面における最も低い所定の位置よりも上方側の位置に配置されているので、アンプルを開口部から挿入することでアンプルを傾斜面に沿って移動させて容易に所定の位置に配置できる。 According to the configuration of the application example, since the convex portion is configured by the two inclined surfaces that intersect with each other in the opposite directions, the bottom surface side of the second chamber has two inclined surfaces in a cross-sectional view. It has a mountain-like shape with the intersecting position as the apex. Since the lowest position on such a mountain-like inclined surface is the predetermined position where the ampoule is disposed, the ampoule can be stably held in the second chamber. Also, the opening is disposed between the predetermined position and the position of the apex of the mountain-like convex portion in the direction in which the inclined surface inclines, that is, at a position above the lowest predetermined position on the inclined surface. Therefore, by inserting the ampoule from the opening, the ampoule can be moved along the inclined surface and easily placed at a predetermined position.
[適用例6]上記適用例に係る磁気計測装置であって、前記第2室に、同一の方向において互いに反対向きに傾斜して交差する2つの前記傾斜面によって構成される凹状部を有し、前記開口部は、前記2つの傾斜面が傾斜する方向において、前記傾斜面同士が交差する位置から離れた位置に配置されていることが好ましい。 Application Example 6 In the magnetic measurement device according to the application example described above, the second chamber has a concave portion formed by the two inclined surfaces intersecting with each other in the same direction and inclined in opposite directions. Preferably, the opening is disposed at a position distant from a position where the inclined surfaces intersect with each other in a direction in which the two inclined surfaces are inclined.
本適用例の構成によれば、互いに反対向きに傾斜して交差する2つの傾斜面によって凹状部が構成されているので、第2室の底部側は、断面視で2つの傾斜面同士が交差する位置を谷底とする谷状の形状となっている。このような谷状の傾斜面における最も低い谷底の位置がアンプルが配置される所定の位置となるので、第2室内でアンプルを安定した状態で保持できる。また、傾斜面が傾斜する方向において開口部が谷状の凹状部の谷底位置から離れた位置、すなわち傾斜面における最も低い所定の位置よりも上方側の位置に配置されているので、アンプルを開口部から挿入することでアンプルを傾斜面に沿って移動させて容易に所定の位置に配置できる。 According to the configuration of this application example, since the concave portion is constituted by the two inclined surfaces which are inclined and intersect with each other in the opposite direction, in the bottom portion side of the second chamber, the two inclined surfaces cross each other in the cross sectional view It has a valley-like shape with the valley position as the valley position. Since the position of the lowest valley bottom in such a valley-like inclined surface is a predetermined position where the ampoule is disposed, the ampoule can be stably held in the second chamber. In addition, since the opening is disposed at a position away from the bottom position of the valley-shaped concave portion in the direction in which the inclined surface inclines, that is, above the lowest predetermined position on the inclined surface, the ampoule is opened. By inserting from the part, the ampoule can be moved along the inclined surface and easily placed at a predetermined position.
[適用例7]上記適用例に係る磁気計測装置であって、前記連通孔は、前記所定の位置から離れた位置に設けられていることが好ましい。 Application Example 7 In the magnetic measurement apparatus according to the application example described above, preferably, the communication hole is provided at a position away from the predetermined position.
本適用例の構成によれば、アンプルが配置される第2室と第1室とを連通する連通孔が、アンプルが配置される位置から離れた位置に設けられている。そのため、アンプルにレーザー光を照射して貫通孔を形成する際に、アンプルの破片やアルカリ金属の固体の第1室内への侵入を抑えつつ、アルカリ金属のガスを第1室に充填することができる。 According to the configuration of the application example, the communication hole communicating the second chamber in which the ampoule is disposed and the first chamber is provided at a position apart from the position where the ampoule is disposed. Therefore, when forming the through holes by irradiating the ampoule with laser light, the alkali metal gas may be filled into the first chamber while suppressing the intrusion of the fragments of the ampoule and the solid of the alkali metal into the first chamber. it can.
[適用例8]上記適用例に係る磁気計測装置であって、前記連通孔は、前記所定の位置よりも高い位置に設けられていることが好ましい。 Application Example 8 In the magnetic measurement device according to the application example described above, preferably, the communication hole is provided at a position higher than the predetermined position.
本適用例の構成によれば、アンプルが配置される第2室と第1室とを連通する連通孔が、アンプルが配置される位置よりも高い位置に設けられている。そのため、アンプルにレーザー光を照射して貫通孔を形成する際に、アンプルの破片やアルカリ金属の固体の第1室内への侵入を効果的に抑えつつ、アルカリ金属のガスを第1室に充填することができる。 According to the configuration of the application example, the communication hole communicating the second chamber in which the ampoule is disposed and the first chamber is provided at a position higher than the position in which the ampoule is disposed. Therefore, when forming the through holes by irradiating the ampoule with laser light, the alkali metal gas is filled in the first chamber while effectively suppressing the intrusion of the fragments of the ampoule and the solid of the alkali metal into the first chamber. can do.
[適用例9]本適用例に係るガスセルは、第1室と、第2室と、前記第1室と前記第2室とを連通する連通孔と、前記第2室に設けられた開口部と、を有するセル部と、前記開口部を封止する封止部と、前記第2室に配置されたアンプルと、前記第1室と前記第2室とに充填されたアルカリ金属のガスと、を備え、前記アンプルは、前記第2室における所定の位置に配置され、前記開口部は、前記所定の位置から離れた位置に設けられていることを特徴とする。 Application Example 9 The gas cell according to this application example includes a first chamber, a second chamber, a communication hole communicating the first chamber and the second chamber, and an opening provided in the second chamber. And a sealing portion for sealing the opening, an ampoule disposed in the second chamber, and a gas of an alkali metal filled in the first chamber and the second chamber. The ampoule is disposed at a predetermined position in the second chamber, and the opening is provided at a position separated from the predetermined position.
本適用例の構成によれば、ガスセルにおいて、アンプルは第2室における所定の位置に配置されるので、第2室内でアンプルが安定した状態で保持される。そのため、アンプルにレーザー光を照射して貫通孔を形成する際に、アンプルに対するレーザー光の照射位置のずれが抑えられ、レーザー光照射による衝撃でアンプルが動いてしまうことも抑えられるので、アンプルに安定的かつ確実に貫通孔を形成できる。また、開口部が第2室における所定の位置から離れた位置に設けられているので、開口部を封止部で封止するまでの取り扱いや開口部を封止部で封止する際にアンプルが開口部から第2室外へ出てしまうことを抑止できる。これらにより、生産性を向上させることが可能なガスセルを提供することができる。 According to the configuration of this application example, in the gas cell, since the ampoule is disposed at a predetermined position in the second chamber, the ampoule is held in a stable state in the second chamber. Therefore, when the ampoule is irradiated with laser light to form a through hole, the displacement of the irradiation position of the laser light to the ampoule is suppressed, and the movement of the ampoule due to the impact of the laser irradiation is also suppressed. Through holes can be formed stably and reliably. In addition, since the opening is provided at a position away from the predetermined position in the second chamber, an ampoule for handling the opening until it is sealed by the sealing unit or sealing the opening by the sealing unit. Can be prevented from coming out of the opening to the second outdoor. By these, the gas cell which can improve productivity can be provided.
[適用例10]本適用例に係る磁気計測装置の製造方法は、第1室と、第2室と、前記第1室と前記第2室とを連通する連通孔と、前記第2室に設けられた開口部と、を有するセル部の前記第2室に、内部にアルカリ金属材料が充填されたアンプルを前記開口部から挿入して配置する配置工程と、前記開口部を封止部で封止する工程と、前記アンプルにレーザー光を照射することにより前記アンプルに貫通孔を形成する工程と、を含み、前記配置工程では、前記アンプルを前記第2室における所定の位置に配置し、前記開口部は、前記所定の位置から離れた位置に設けられていることを特徴とする。 Application Example 10 In the method of manufacturing a magnetic measurement device according to this application example, the first chamber, the second chamber, the communication hole communicating the first chamber and the second chamber, and the second chamber are used. And disposing an ampoule having an alkali metal material filled therein and inserting the ampoule into the second chamber of the cell portion having the provided opening portion; And a step of forming a through hole in the ampoule by irradiating the ampoule with a laser beam, and the arranging step arranges the ampoule at a predetermined position in the second chamber, The opening may be provided at a position away from the predetermined position.
本適用例の製造方法によれば、配置工程において、アンプルは第2室における所定の位置に配置されるので、第2室内でアンプルが安定した状態で保持される。そのため、アンプルにレーザー光を照射して貫通孔を形成する工程において、アンプルに対するレーザー光の照射位置のずれが抑えられ、レーザー光照射による衝撃でアンプルが動いてしまうことも抑えられるので、アンプルに安定的かつ確実に貫通孔を形成できる。また、開口部が第2室における所定の位置から離れた位置に設けられているので、開口部を封止部で封止する工程までの取り扱いや、開口部を封止部で封止する工程においてアンプルが開口部から第2室外へ出てしまうことを抑止できる。これらにより、磁気計測装置の生産性を向上させることができる。 According to the manufacturing method of this application example, since the ampoule is placed at the predetermined position in the second chamber in the arranging step, the ampoule is held in a stable state in the second chamber. Therefore, in the step of irradiating the ampoule with the laser beam to form the through hole, the displacement of the irradiation position of the laser beam to the ampoule is suppressed, and the movement of the ampoule due to the impact by the laser irradiation is also suppressed. Through holes can be formed stably and reliably. In addition, since the opening is provided at a position away from the predetermined position in the second chamber, handling up to the step of sealing the opening with the sealing portion and the step of sealing the opening with the sealing portion Can prevent the ampoule from coming out of the opening to the second outdoor. By these, the productivity of the magnetic measurement device can be improved.
[適用例11]本適用例に係るガスセルの製造方法は、第1室と、第2室と、前記第1室と前記第2室とを連通する連通孔と、前記第2室に設けられた開口部と、を有するセル部の前記第2室に、内部にアルカリ金属材料が充填されたアンプルを前記開口部から挿入して配置する配置工程と、前記開口部を封止部で封止する工程と、前記アンプルにレーザー光を照射することにより前記アンプルに貫通孔を形成する工程と、を含み、前記配置工程では、前記アンプルを前記第2室における所定の位置に配置し、前記開口部は、前記所定の位置から離れた位置に設けられていることを特徴とする。 Application Example 11 A method of manufacturing a gas cell according to this application example includes a first chamber, a second chamber, a communication hole communicating the first chamber and the second chamber, and the second chamber. An arrangement step of inserting and arranging an ampoule filled with an alkali metal material from the opening in the second chamber of the cell unit having the opening, and sealing the opening with the sealing unit And a step of forming a through hole in the ampoule by irradiating the ampoule with a laser beam, and in the arranging step, the ampoule is disposed at a predetermined position in the second chamber, and the opening is formed. The part is provided at a position separated from the predetermined position.
本適用例の製造方法によれば、配置工程において、アンプルは第2室における所定の位置に配置されるので、第2室内でアンプルが安定した状態で保持される。そのため、アンプルにレーザー光を照射して貫通孔を形成する工程において、アンプルに対するレーザー光の照射位置のずれが抑えられ、レーザー光照射による衝撃でアンプルが動いてしまうことも抑えられるので、アンプルに安定的かつ確実に貫通孔を形成できる。また、開口部が第2室における所定の位置から離れた位置に設けられているので、開口部を封止部で封止する工程までの取り扱いや、開口部を封止部で封止する工程においてアンプルが開口部から第2室外へ出てしまうことを抑止できる。これらにより、ガスセルの生産性を向上させることができる。 According to the manufacturing method of this application example, since the ampoule is placed at the predetermined position in the second chamber in the arranging step, the ampoule is held in a stable state in the second chamber. Therefore, in the step of irradiating the ampoule with the laser beam to form the through hole, the displacement of the irradiation position of the laser beam to the ampoule is suppressed, and the movement of the ampoule due to the impact by the laser irradiation is also suppressed. Through holes can be formed stably and reliably. In addition, since the opening is provided at a position away from the predetermined position in the second chamber, handling up to the step of sealing the opening with the sealing portion and the step of sealing the opening with the sealing portion Can prevent the ampoule from coming out of the opening to the second outdoor. By these, the productivity of the gas cell can be improved.
以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大、縮小、あるいは誇張して表示している。また、説明に必要な構成要素以外は図示を省略する場合がある。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The drawings to be used are appropriately enlarged, reduced, or exaggerated so that the parts to be described become recognizable. Moreover, illustration may be abbreviate | omitted except the component required for description.
(第1の実施形態)
<磁気計測装置の構成>
第1の実施形態に係る磁気計測装置の構成について、図1を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る磁気計測装置の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る磁気計測装置100は、非線形光学回転(Nonlinear Magneto-Optical Rotation:NMOR)を用いた磁気計測装置である。磁気計測装置100は、例えば、心臓からの磁場(心磁)や脳からの磁場(脳磁)などの生体から発生される微小な磁場を測定する生体状態測定装置(心磁計または脳磁計など)に用いられる。磁気計測装置100は、金属探知機などにも用いることができる。
First Embodiment
<Configuration of Magnetic Measurement Device>
The configuration of the magnetic measurement device according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the magnetic measurement device according to the present embodiment. The
図1に示すように、磁気計測装置100は、光源1と、光ファイバー2と、コネクター3と、偏光板4と、ガスセル10と、偏光分離器5と、光検出器(Photo Detector:PD)6と、光検出器7と、信号処理回路8と、表示装置9とを備えている。ガスセル10内には、アルカリ金属ガス(気体の状態のアルカリ金属原子)が封入されている。アルカリ金属としては、例えば、セシウム(Cs)、ルビジウム(Rb)、カリウム(K)、ナトリウム(Na)などを用いることができる。以下では、アルカリ金属としてセシウムを用いる場合を例に取り説明する。
As shown in FIG. 1, the
光源1は、セシウムの吸収線に応じた波長(例えばD1線に相当する894nm)のレーザービームを出力する装置、例えばチューナブルレーザーである。光源1から出力されるレーザービームは、連続的に一定の光量を有する、いわゆるCW(Continuous Wave)光である。
The
偏光板4は、レーザービームを特定方向に偏光させ、直線偏光にする素子である。光ファイバー2は、光源1により出力されたレーザービームを、ガスセル10側に導く部材である。光ファイバー2には、例えば、基本モードのみを伝播するシングルモードの光ファイバーが用いられる。コネクター3は、光ファイバー2を偏光板4に接続するための部材である。コネクター3は、ねじ込み式で、光ファイバー2を偏光板4に接続する。
The
ガスセル10は、内部に空隙を有する箱(セル)であり、この空隙(図2(b)に示す主室14)にはアルカリ金属の蒸気(図2(b)に示すアルカリ金属ガス13)が封入されている。ガスセル10の構成については、後述する。
The
偏光分離器5は、入射したレーザービームを、互いに直交する2つの偏光成分のビームに分離する素子である。偏光分離器5は、例えば、ウォラストンプリズムまたは偏光ビームスプリッターである。光検出器6および光検出器7は、レーザービームの波長に感度を有する検出器であり、入射光の光量に応じた電流を信号処理回路8に出力する。光検出器6および光検出器7は、それ自体が磁場を発生すると測定に影響を与える可能性があるので、非磁性の材料で構成されることが望ましい。光検出器6および光検出器7は、ガスセル10からみて偏光分離器5と同じ側(下流側)に配置される。
The polarization splitter 5 is an element that splits the incident laser beam into beams of two polarization components orthogonal to each other. The polarization splitter 5 is, for example, a Wollaston prism or a polarization beam splitter. The
磁気計測装置100における各部の配置を、レーザービームの経路に沿って説明すると、レーザービームの経路の最上流には光源1が位置し、以下、上流側から、光ファイバー2、コネクター3、偏光板4、ガスセル10、偏光分離器5、および光検出器6,7の順で配置されている。
The arrangement of each part in the
磁気計測装置100における各部の動作を、レーザービームの進行に沿って説明する。光源1から出力されたレーザービームは、光ファイバー2に導かれて偏光板4に到達する。偏光板4に到達したレーザービームは、偏光度がより高い直線偏光になる。ガスセル10を透過しているレーザービームは、ガスセル10に封入されているアルカリ金属原子を励起(光ポンピング)する。このとき、レーザービームは、磁場の強さに応じた偏光面回転作用を受けて偏光面が回転する。ガスセル10を透過したレーザービームは偏光分離器5により2つの偏光成分のビームに分離される。2つの偏光成分のビームの光量は、光検出器6および光検出器7で計測(プロービング)される。
The operation of each part in the
信号処理回路8は、光検出器6および光検出器7により計測されたビームの光量を示す信号をそれぞれから受け取る。信号処理回路8は、受け取った各信号に基づいて、レーザービームの偏光面の回転角を計測する。偏光面の回転角は、レーザービームの伝播方向の磁場の強さに基づく関数で表される(例えば、D.バドカー、外5名,「原子の共鳴非線形磁気光学回転効果」,レビュー・オブ・モダン・フィジクス誌,米国,米国物理学会,2002年10月,第74巻,第4号,p.1153−1201の数式(2)を参照。数式(2)は線形光学回転に関するものであるが、NMORの場合もほぼ同様の式を用いることができる)。信号処理回路8は、偏光面の回転角からレーザービームの伝播方向における磁場の強さを測定する。表示装置9は、信号処理回路8により測定された磁場の強さを表示する。
The
続いて、第1の実施形態に係るガスセルとガスセルに用いられるアンプルとについて、図2、図3、および図4を参照して説明する。図2は、第1の実施形態に係るガスセルの構成を示す概略図である。詳しくは、図2(a)はガスセルの概略平面図であり、図2(b)は図2(a)のA−A’線に沿った概略断面図であり、図2(c)はガスセルの側面図である。 Subsequently, the gas cell according to the first embodiment and an ampoule used for the gas cell will be described with reference to FIGS. 2, 3 and 4. FIG. 2 is a schematic view showing the configuration of the gas cell according to the first embodiment. More specifically, FIG. 2 (a) is a schematic plan view of the gas cell, FIG. 2 (b) is a schematic cross-sectional view along the line AA 'in FIG. 2 (a), and FIG. 2 (c) is a gas cell Side view of FIG.
図3は、第1の実施形態に係るアンプルの構成を示す概略断面図である。詳しくは、図3(a)はアンプルの長手方向に沿った概略断面図であり、図3(b)は図3(a)のC−C’線に沿った概略断面図である。図4は、第1の実施形態に係るガスセルの断面形状とアンプルの配置とを説明する概略断面図である。図4(a)は図2(a)のB−B’線に沿った概略断面図であり、図4(b)および図4(c)は第1の実施形態における異なる実施例を示す概略断面図である。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the ampoule according to the first embodiment. Specifically, FIG. 3 (a) is a schematic cross-sectional view along the longitudinal direction of the ampoule, and FIG. 3 (b) is a schematic cross-sectional view along the C-C 'line of FIG. 3 (a). FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the cross-sectional shape of the gas cell and the arrangement of the ampoule according to the first embodiment. 4 (a) is a schematic cross-sectional view taken along the line B-B 'of FIG. 2 (a), and FIGS. 4 (b) and 4 (c) schematically show different examples in the first embodiment. FIG.
<ガスセルの構成>
図2(a),(b),(c)に、第1の実施形態に係るガスセル10を示す。図2(a),(b),(c)において、ガスセル10の高さ方向をZ軸とし、上方側を+Z方向とする。Z軸と交差する方向であって、ガスセル10の長さ方向を第1の方向としてのX軸とし、図2(a),(b)における右側を+X方向とする。そして、Z軸およびX軸と交差する方向であって、ガスセル10の幅方向を第2の方向としてのY軸とし、図2(c)の紙面における左側を+Y方向とする。
<Configuration of gas cell>
2 (a), (b) and (c) show a
図2(a)はガスセル10を+Z方向側からみた平面図であり、図2(b)はガスセル10のA−A’線に沿った断面を−Y方向側から見た断面図であり、図2(c)はガスセル10を−X方向側から見た側面図である。なお、本明細書では、図2(a)に示すようにガスセル10を+Z方向側から見ることを「平面視」という。また、ガスセル10の断面を断面と交差する方向から見ること、例えば、図2(b)に示すようにX軸に沿った断面を−Y方向側から見ることを「断面視」という。
2 (a) is a plan view of the
図2(a)に示すように、本実施形態に係るガスセル10は、セル部12と封止部19とで構成される。セル部12は、内部に空隙を有する箱(セル)であり、例えば、石英ガラスにより形成されている。セル部12の内壁は、例えばパラフィンなどによりコーティングされていてもよい。セル部12の厚さは、1mm〜5mmであり、例えば、1.5mm程度である。
As shown to Fig.2 (a), the
セル部12は、内部の空隙として、第1室としての主室14と、第2室としてのリザーバー16とを有している。主室14とリザーバー16とは、X方向に沿って並ぶように配置されており、連通孔15を介して連通している。リザーバー16には、アンプル20が配置されている。アンプル20の構成については後述する。リザーバー16の−X方向側、すなわち連通孔15の反対側には、開口部18が設けられている。
The
なお、A−A’線は、X軸方向に沿って開口部18の中心とリザーバー16と連通孔15の中心と主室14とを通る線である。B−B’線は、Y軸方向に沿ってリザーバー16とアンプル20とを通る線である。
The A-A 'line is a line passing the center of the
図2(b)に示すように、連通孔15は、主室14およびリザーバー16の上方側(+Z方向側)に設けられている。開口部18は、リザーバー16の上方側に設けられている。セル部12の内部の主室14とリザーバー16とには、アルカリ金属が蒸発したガス(以下ではアルカリ金属ガスという)13が充填されている。主室14とリザーバー16とには、アルカリ金属ガス13の他に、希ガス等の不活性ガスが存在していてもよい。
As shown in FIG. 2 (b), the
図2(c)に示すように、連通孔15は円形状である。連通孔15の内径は、例えば、0.4mm〜1mm程度である。開口部18も円形状である。開口部18の内径は、例えば、0.4mm〜1.5mm程度である。開口部18は封止部19により封止されており、これにより、セル部12(主室14およびリザーバー16)が密封されている。封止部19は、例えば矩形状であるが、円形状など他の形状であってもよい。封止部19の材料としては、例えば、石英ガラスが用いられる。封止部19は、例えば、開口部18の周囲に配置された低融点ガラスフリット(図示しない)を介してセル部12に固着されている。
As shown in FIG. 2 (c), the
<アンプルの構成>
図3(a)に示すように、アンプル20は長手方向を有している。図3(a)には、アンプル20を、その長手方向がX軸方向に沿うように配置したときのX−Z断面を示している。アンプル20は、中空状のガラス管22で構成される。ガラス管22は、例えば、ホウ珪酸ガラスにより形成されている。
<Ampoule Configuration>
As shown in FIG. 3 (a), the
ガラス管22は、一方向(図3(a)ではX軸方向)に沿って延在しており、その両端部が溶着されている。これにより、内部が中空状のガラス管22は密封されている。なお、ガラス管22の両端部の形状は、図3(a)に示すような丸い形状に限定されず、平面に近い形状や一部が尖った形状などであってもよい。ガラス管22の中空状の内部には、アルカリ金属材料としてのアルカリ金属固体(粒状や粉末状のアルカリ金属原子)24が充填されている。アルカリ金属固体24としては、上述したように、セシウムの他に、ルビジウム、カリウム、ナトリウムを用いることができる。
The
図3(a)には、アンプル20(ガラス管22)が密封された状態を示している。アンプル20が製造された段階ではガラス管22は密封された状態であるが、ガスセル10が完成した段階では、ガラス管22に貫通孔21が形成され密封が破られる(図4(a)参照)。これにより、アンプル20内のアルカリ金属固体24が蒸発してガスセル10内に流出し、セル部12の空隙がアルカリ金属ガス13で満たされる(図2(b)参照)。なお、アンプル20内からアルカリ金属固体24が蒸発して流出し易くなるように、アンプル20の上面とセル部12の内面との間には、例えば+Z方向に1.5mm程度の隙間が設けられている。
FIG. 3A shows a state in which the ampoule 20 (glass tube 22) is sealed. Although the
図3(b)に、アンプル20の長手方向と交差する方向におけるY−Z断面を示す。図3(b)に示すように、ガラス管22のY−Z断面形状は、例えば略円形であるが、他の形状であってもよい。ガラス管22の外径φは、0.2mm≦φ≦1.2mmである。ガラス管22の肉厚tは、0.1mm≦t≦0.5mmであり、概ね外径φの20%程度であることが好ましい。ガラス管22の肉厚tが0.1mm未満であるとガラス管22が破損し易くなり、ガラス管22の肉厚tが0.5mmを超えると、ガラス管22に貫通孔21を形成する加工(詳細は後述する)が困難となる。
FIG. 3 (b) shows a Y-Z cross section in a direction intersecting the longitudinal direction of the
<ガスセルの断面形状とアンプルの配置>
図4(a)に示すように、リザーバー16は、底部側(−Z方向側)に、Y軸方向に沿って傾斜する傾斜面31aと傾斜面31bとを有している。傾斜面31aは+Y方向に向かって上方側から底部側へ傾斜しており、傾斜面31bは−Y方向に向かって上方側から底部側へ傾斜している。これらの互いに反対向きに傾斜して交差する2つの傾斜面31a,31bによって、Y軸方向に沿った断面視で山状の凸状部が構成されている。傾斜面31a,31b同士が交差する交差部32が、断面視で山状の凸状部の頂点となっている。平面視では、交差部32はX軸方向に沿って稜線状に延在している(図2(a)参照)。
<Cross-sectional shape of gas cell and placement of ampoule>
As shown to Fig.4 (a), the reservoir |
アンプル20は、リザーバー16内における所定の位置として、傾斜面31bにおける最も低い位置に配置されている。ここでいう最も低い位置とは、アンプル20が配置され得る最も低い(最も−Z方向側の)位置のことを指し、本実施形態では、アンプル20が傾斜面31bとリザーバー16の側壁16aとに接する位置が最も低い位置となる。アンプル20は、その長手方向が交差部32の延在方向、すなわちX軸方向に沿うように配置されている(図2(a)参照)。これにより、アンプル20は、リザーバー16内に安定した状態で保持される。
The
図4(a)に、リザーバー16の−X方向側に配置された開口部18をB−B’線に沿った断面に投影した位置を2点鎖線で示す。開口部18は、アンプル20が配置される上述の所定の位置から+Y方向に離れた位置に設けられている。より具体的には、開口部18は、Y軸方向においてアンプル20が配置される所定の位置と交差部32との間、すなわち傾斜面31bにおける最も低い所定の位置よりも上方側の位置であって、傾斜面31bよりも高い位置に設けられている。
The position which projected the opening
開口部18は、アンプル20をリザーバー16内に収納するための孔である。開口部18が傾斜面31bにおける上方側の位置に設けられているので、開口部18から挿入されたアンプル20は、傾斜面31bに沿って最も低い位置である所定の位置に移動する。
The
連通孔15は、アンプル20が配置される上述の所定の位置から離れた位置に設けられていることが好ましい。連通孔15は、リザーバー16内でアルカリ金属固体24が蒸発したアルカリ金属ガス13を主室14へ流出させるための孔である。一方で、アンプル20に貫通孔21を形成する際に発生したガラス管22の破片やアンプル20内から放出されたアルカリ金属固体24が連通孔15を通って主室14内に侵入すると、磁気計測装置100の計測精度の低下を招くこととなる。したがって、連通孔15は、リザーバー16内の高い位置に設けられていることが好ましい。なお、開口部18に対する連通孔15の相対的な位置は、特に限定されない。
The
ここで、アンプル20の径をφとし、開口部18の内径をD1とし、連通孔15の内径をD2とする。また、リザーバー16における室内の幅をWとし、室内の高さをH1とし、交差部32の高さをH2とする。アンプル20は、開口部18を通ることが必須であり、連通孔15を通らないことが望ましいので、D2<φ<D1となる。アンプル20をリザーバー16内に容易に収納し安定した状態で所定の位置に保持するためには、φ/2<H2<(H1−φ)であり、かつ、H2≦(H1−D1)であって、4φ<Wであることが好ましい。
Here, the diameter of the
例えば、アンプル20の径φを1.0mmとすると、開口部18の内径D1を1.2mm程度とし、連通孔15の内径D2を0.4mm程度とすることができる。また、リザーバー16における室内の幅Wを5.0mm程度とし、室内の高さH1を2.5mm程度とし、交差部32の高さH2を1.2mm程度とすることができる。
For example, when the diameter φ of the
なお、第1の実施形態に係るガスセル10のリザーバー16の断面形状は、図4(a)に示す形状に限定されるものではない。リザーバー16の断面形状は、例えば、図4(b)や図4(c)に示すような傾斜面が異なる形状であってもよい。
The cross-sectional shape of the
図4(b)に示すガスセル10Aでは、セル部12Aのリザーバー16Aが底部側に傾斜面31aと傾斜面31bとを有しているが、それぞれの長さ(Y軸方向における幅)が互いに異なっている。換言すれば、2つの傾斜面31a,31b同士が交差する交差部32の位置が、リザーバー16A内のY軸方向における中心位置から+Y方向側にずれている。
In the
開口部18は、アンプル20が長い方の傾斜面31bに配置される場合、傾斜面31bにおける上方側に位置するように、リザーバー16A内のY軸方向における中心位置から+Y方向側にずれて設けられている。このような構成であっても、図4(a)に示すガスセル10と同様の効果が得られる。なお、図4(b)に示す例では、傾斜面31aの傾斜角度と傾斜面31bの傾斜角度とが異なっているが、両者が同じであってもよい。
When the
図4(c)に示すガスセル10Bでは、セル部12Bのリザーバー16Bが底部側に傾斜面31bのみを有している。したがって、ガスセル10Bでは、交差部32が存在せず、開口部18は、傾斜面31bにおける上方側、すなわち連通孔15に近い位置に設けられている。このような構成であっても、図4(a)に示すガスセル10と同様の効果が得られる。
In the
<ガスセルの製造方法>
次に、ガスセル10の製造方法を図5および図6を参照して説明する。図5および図6は、第1の実施形態に係るガスセルの製造方法を説明する図である。詳しくは、図5(a)は図2(b)に対応する概略断面図であり、図5(b)、図5(c)、および図6(a)は図2(c)に対応する側面図であり、図6(b)および図6(c)は図4(a)に対応する断面図である。
<Method of manufacturing gas cell>
Next, a method of manufacturing the
まず、図5(a)に示すセル部12を用意する。図示を省略するが、例えば、石英ガラスからなるガラス板を切断して、セル部12を構成する各壁面に対応するガラス板部材を準備する。そして、これらのガラス板部材を組立て、ガラス板部材同士を接着剤または溶着により接合して、図5(a)に示すような主室14とリザーバー16とを有するセル部12を得る。この段階では、セル部12の開口部18は開放されている。なお、リザーバー16内の傾斜面31a,31b(図4(a)参照)は、ガラス板部材を加工して傾斜面を形成するか、または、ガラス板部材を斜めに配置して接合することで構成できる。
First, the
続いて、セル部12のリザーバー16内にアンプル20を収納する(配置工程)。図5(b)に示すように、アンプル20は、セル部12のリザーバー16側に設けられた開口部18から挿入され、リザーバー16内に収納される。図5(c)に示すように、開口部18は傾斜面31bよりも高い位置にあるので、開口部18から挿入されたアンプル20は、傾斜面31b上に落下する。なお、開口部18を交差部32寄りに設けることで、アンプル20が開口部18から挿入されて傾斜面31b上に落下する際の落差を小さくして、アンプル20が衝撃などで不用意に破損するリスクを低減できる。
Subsequently, the
また、開口部18は、アンプル20が配置される所定の位置に対して、傾斜面31bにおける上方側に配置されている。そのため、アンプル20は、傾斜面31b上を滑るように、あるいは、その長手方向を回転軸として傾斜面31bを転がるようにして、傾斜面31bに沿って矢印で示す底部側へ移動する。そして、アンプル20は、側壁16aに接する位置、すなわち所定の位置で停止する。このとき、アンプル20は、傾斜面31bと側壁16aとに案内されて、その長手方向がX軸方向に沿うように配置される。したがって、アンプル20を容易にリザーバー16内の所定の位置に配置できる。
The
なお、この段階では、アンプル20は、図3(a)に示すように、中空状のガラス管22の内部にアルカリ金属固体24が充填され密封された状態となっている。アンプル20は、真空に近い低圧環境下(理想的には真空中)において、管状のガラス管22の中空状の内部にアルカリ金属固体24を充填し、ガラス管22の両端部をそれぞれ溶着し密封して形成する。アルカリ金属固体24として用いられるセシウムなどのアルカリ金属は、反応性に富み大気中で取り扱うことができないため、低圧環境下でアンプル20内に密封された状態でセル部12に収納される。
At this stage, as shown in FIG. 3A, the
続いて、図6(a)に示すように、セル部12内の脱気を十分に行い、内部の空隙に不純物が極めて少ない状態で、セル部12(主室14、連通孔15、およびリザーバー16)を密封する(封止工程)。例えば、真空に近い低圧環境下(理想的には真空中)において、セル部12および封止部19の少なくとも一方における開口部18の周囲に低融点ガラスフリット(図示しない)を配置し、セル部12と封止部19とを固着して封止することにより、セル部12が密封される。
Subsequently, as shown in FIG. 6 (a), degassing in the
なお、アンプル20を収納する配置工程から封止工程までの取り扱いや封止工程において、リザーバー16内に収納したアンプル20が開口部18からセル部12外へ出てしまわないように注意する必要がある。封止工程におけるセル部12と封止部19との姿勢や位置関係は特に限定されないが、例えば、下方側に設置した封止部19に対して、セル部12を開口部18が形成された側を下方にして配置するような場合、リザーバー16内に収納したアンプル20が下方側の開口部18からセル部12外へ出てしまう場合がある。本実施形態では、開口部18が、アンプル20が配置される所定の位置から離れた位置であり所定の位置よりも高い位置に設けられているので、アンプル20がセル部12外へ出てしまうリスクを小さく抑えることができる。
In the handling and sealing steps from the placement step of storing the
続いて、図6(b)に示すように、パルスレーザー光70を、集光レンズ72で集光して、セル部12を間に介してアンプル20のガラス管22に照射する。これにより、図6(c)に示すように、ガラス管22に貫通孔21を形成して、アンプル20内のアルカリ金属固体24を蒸発させ、ガスセル10の空隙に流出させる。レーザー光は指向性や収束性に優れているので、パルスレーザー光70を照射することにより、ガラス管22に容易に貫通孔21を形成することができる。
Subsequently, as shown in FIG. 6B, the
ここでは、セル部12に損傷を与えることなく、アンプル20のガラス管22に貫通孔21を形成する必要がある。そこで、セル部12が石英ガラスで形成されガラス管22がホウ珪酸ガラスで形成されている場合、例えば、紫外線領域の波長のパルスレーザー光70を用いる。紫外線領域の波長の光は、石英ガラスを透過するが、ホウ珪酸ガラスには僅かに吸収される。これにより、セル部12に損傷を与えることなく、アンプル20のガラス管22を選択的に加工して貫通孔21を形成することができる。
Here, it is necessary to form the through
アンプル20に貫通孔21を形成することにより、セル部12のリザーバー16内でアンプル20の密封が破られ、アンプル20内からアルカリ金属固体24が蒸発しアルカリ金属ガス13となって流出する。図2(b)に示すように、リザーバー16内に流出したアルカリ金属ガス13は、連通孔15を通ってセル部12の主室14に流入し拡散する。この結果、セル部12の空隙がアルカリ金属ガス13で満たされる。
By forming the through
ところで、図6(b)に示す工程において、リザーバー16の底部が平坦な面であると、リザーバー16内でアンプル20が安定した状態で保持されず、例えば、セル部12を取り扱う際のわずかな傾きや衝撃によって、アンプル20が所定の位置からずれてしまうことがある。また、アンプル20が安定した状態で保持されていないと、パルスレーザー光70が照射されたことによる衝撃で、アンプル20が動いて所定の位置からずれてしまうことがある。
By the way, in the step shown in FIG. 6B, if the bottom of the
パルスレーザー光70を照射する際に、アンプル20の位置がずれて個体によってばらついていたりアンプル20が動いたりすると、アンプル20に対するパルスレーザー光70の照射位置がずれてしまう。そうすると、深さ方向の加工が進まずガラス管22を貫通させることができなくなるため、ガスセル10を製造する工程における製造歩留まりの低下や、加工のやり直しによる製造工数の増大を招いてしまう。
When the
本実施形態では、リザーバー16の底部側に傾斜面31a,31bを有しているので、アンプル20は、リザーバー16内でX軸方向に沿って所定の位置に配置され、かつ、その位置に安定した状態で保持される。そのため、リザーバー16におけるアンプル20の位置がばらつくことや、衝撃によりアンプル20が動いてしまうことを抑止できる。これにより、アンプル20に安定的かつ確実に貫通孔21を形成できるので、ガスセル10の製造歩留まりの低下や製造工数の増大を抑え、生産性を向上させることができる。
In this embodiment, since the
なお、アンプル20に貫通孔21を形成する工程では、アンプル20内からアルカリ金属固体24が蒸発して流出すればよいので、貫通孔21の形成に限定されず、例えば、ガラス管22に亀裂を生じさせてアンプル20を分断してもよいし、ガラス管22を破壊してもよい。しかしながら、このような場合に、ガラス管22の破片やアンプル20内から放出されたアルカリ金属固体24が連通孔15を通って主室14内に侵入すると、磁気計測装置100の計測精度の低下を招くこととなる。
In the process of forming the through
本実施形態では、連通孔15が、アンプル20が配置される所定の位置から離れた位置であってリザーバー16内の高い位置に設けられているので、ガラス管22の破片やアルカリ金属固体24の主室14内への侵入を抑えることができる。これにより、優れた計測精度を有する磁気計測装置100を製造し提供することができる。
In the present embodiment, since the
なお、本実施形態に係る磁気計測装置100の製造方法は、上述したガスセル10の製造方法を含んでいる。本実施形態に係る磁気計測装置100を製造する工程は、ガスセル10を製造する工程以外の工程では公知の方法を用いることができるため、その説明を省略する。
Note that the method of manufacturing the
(第2の実施形態)
第2の実施形態は、第1の実施形態に対してリザーバー16の断面形状が異なり、2つの傾斜面31a,31bによって断面が谷状の凹状部が構成されている点が異なる。第2の実施形態に係るガスセルの構成および断面形状とアンプルの配置について、図7および図8を参照して、第1の実施形態と異なる点を説明する。なお、第1の実施形態と共通する構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
Second Embodiment
The second embodiment is different from the first embodiment in that the cross-sectional shape of the
図7は、第2の実施形態に係るガスセルの構成を示す概略図である。詳しくは、図7(a)はガスセルの概略平面図であり、図7(b)は図7(a)のA−A’線に沿った概略断面図であり、図7(c)はガスセルの側面図である。図8は、第2の実施形態に係るガスセルの断面形状とアンプルの配置とを説明する概略断面図である。図8(a)は図7(a)のB−B’線に沿った概略断面図であり、図8(b)は第2の実施形態における異なる実施例を示す概略断面図である。 FIG. 7 is a schematic view showing a configuration of a gas cell according to a second embodiment. Specifically, FIG. 7 (a) is a schematic plan view of the gas cell, FIG. 7 (b) is a schematic cross-sectional view along line AA 'of FIG. 7 (a), and FIG. 7 (c) is a gas cell Side view of FIG. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for explaining the cross-sectional shape of the gas cell and the arrangement of the ampoule according to the second embodiment. Fig.8 (a) is a schematic sectional drawing in alignment with the B-B 'line | wire of FIG. 7 (a), FIG.8 (b) is a schematic sectional drawing which shows the different example in 2nd Embodiment.
<ガスセルの構成>
図7(a)に示すように、第2の実施形態に係るガスセル40は、セル部42と封止部19とで構成される。セル部42は、内部の空隙として主室14とリザーバー46とを有している。平面視における、主室14、連通孔15、およびリザーバー46の配置は、第1の実施形態とほぼ同じである。しかしながら、平面視における、リザーバー46内でアンプル20が配置される所定の位置と開口部18の位置とは、第1の実施形態と異なっている。
<Configuration of gas cell>
As shown to Fig.7 (a), the
図7(b)に示すように、ガスセル40のX軸方向に沿って連通孔15の中心と開口部18の中心とを通るA−A’線に沿った断面は、後述する2つの傾斜面31a,31bの位置関係が異なる点以外は、第1の実施形態とほぼ同じである。図7(c)に示すように、開口部18は、アンプル20が配置される所定の位置から−Y方向に離れた位置に設けられている。封止部19は、開口部18に対応する位置に配置されている。
As shown in FIG. 7B, a cross section taken along the line A-A 'passing the center of the
<ガスセルの断面形状とアンプルの配置>
図8(a)に示すように、リザーバー46は、底部側に、Y軸方向に沿って傾斜する傾斜面31aと傾斜面31bとを有しているが、傾斜面31aと傾斜面31bとのY軸方向における位置関係が第1の実施形態と反対になっている。そのため、これらの互いに反対向きに傾斜して交差する2つの傾斜面31a,31bによって、Y軸方向に沿った断面視で谷状の凹状部が構成されている。傾斜面31a,31b同士が交差する交差部33が、断面視で谷状の凹状部の谷底となっている。平面視では、交差部33はX軸方向に沿って延在しており、アンプル20は交差部33と重なる位置に配置されている(図7(a)参照)。
<Cross-sectional shape of gas cell and placement of ampoule>
As shown in FIG. 8A, the
アンプル20は、リザーバー46内における所定の位置として、傾斜面31aおよび傾斜面31bにおける最も低い位置、すなわち凹状部の谷底となる交差部33に配置されている。開口部18は、交差部33に対して−Y方向側に設けられている。すなわち、開口部18は、アンプル20が配置される所定の位置に対して、傾斜面31aにおける上方側に配置されている。そのため、アンプル20を開口部18からリザーバー46内に挿入すると、アンプル20は傾斜面31aを+Y方向側へ移動して、最も低い交差部33の位置、すなわち所定の位置で停止する。
The
このとき、アンプル20は、傾斜面31aと傾斜面31bとに案内されて、その長手方向がX軸方向に沿うように配置される。したがって、アンプル20を容易にリザーバー46内の所定の位置に配置できる。また、アンプル20は、所定の位置において、傾斜面31aと傾斜面31bとに接し、その長手方向がX軸方向に沿うように安定した状態で保持される。したがって、第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様に、アンプル20に安定的かつ確実に貫通孔21を形成できる。
At this time, the
ここで、傾斜面31aの傾斜角度と傾斜面31bの傾斜角度とが同じであれば、仮にアンプル20の径φ(図4(a)参照)がばらついた場合でも、アンプル20の中心は交差部33と平面視で重なる位置に配置される。そのため、アンプル20の径φが異なる場合やばらつく場合であっても、アンプル20に貫通孔21を形成する工程において、パルスレーザー光70を照射する位置をアンプル20の中心位置に容易に合わせることができる。
Here, if the inclination angle of the
したがって、第2の実施形態に係るリザーバー46の構成によれば、第1の実施形態と比べて、アンプル20の径φが異なる場合やばらつく場合であっても、アンプル20に安定的かつ確実に貫通孔21を形成することができる。したがって、ガスセル40の製造歩留まりの低下や製造工数の増大をより効果的に抑え、生産性をより向上させることが可能となる。
Therefore, according to the configuration of the
なお、第2の実施形態に係るガスセル40のリザーバー46の断面形状は、図8(a)に示す形状に限定されるものではない。リザーバー46の断面形状は、例えば、図8(b)に示すような傾斜面が異なる形状であってもよい。
The cross-sectional shape of the
図8(b)に示すガスセル40Aでは、セル部42Aのリザーバー46Aが底部側に傾斜面31aと傾斜面31bとを有しているが、それぞれの長さ(Y軸方向における幅)が互いに異なっている。換言すれば、2つの傾斜面31a,31b同士が交差する交差部33の位置が、リザーバー46A内のY軸方向における中心位置から−Y方向側にずれている。開口部18は、長い方の傾斜面31bにおける上方側に位置するように、リザーバー46A内のY軸方向における中心位置から+Y方向側にずれて設けられている。このような構成であっても、図8(a)に示すガスセル40と同様の効果が得られる。
In the
(第3の実施形態)
第3の実施形態は、第1の実施形態に対してリザーバーの2つの傾斜面の傾斜方向と配置されるアンプルの長手方向とが異なる。第3の実施形態に係るガスセルの構成および断面形状とアンプルの配置について、図9を参照して、第1の実施形態と異なる点を説明する。なお、第1の実施形態と共通する構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
Third Embodiment
The third embodiment differs from the first embodiment in the direction of inclination of the two inclined surfaces of the reservoir and the longitudinal direction of the arranged ampoule. With respect to the configuration and cross-sectional shape of the gas cell according to the third embodiment and the arrangement of ampoules, points different from the first embodiment will be described with reference to FIG. In addition, about the component which is common in 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
図9は、第3の実施形態に係るガスセルの構成を示す概略図である。詳しくは、図9(a)はガスセルの概略平面図であり、図9(b)は図9(a)のD−D’線に沿った概略断面図であり、図9(c)および図9(d)は第3の実施形態における異なる実施例を示す概略断面図である。 FIG. 9 is a schematic view showing a configuration of a gas cell according to a third embodiment. 9 (a) is a schematic plan view of the gas cell, and FIG. 9 (b) is a schematic cross-sectional view taken along the line DD 'of FIG. 9 (a), and FIG. 9 (c) and FIG. 9 (d) is a schematic cross-sectional view showing another example of the third embodiment.
<ガスセルの構成>
図9(a)に示すように、第3の実施形態に係るガスセル50は、セル部52と封止部19とで構成される。セル部52は、内部の空隙として主室14とリザーバー56とを有している。平面視における、主室14、連通孔15、およびリザーバー56の配置は、第1の実施形態とほぼ同じである。しかしながら、平面視における、リザーバー56内でアンプル20が配置される所定の位置およびその方向と開口部18の位置とは、第1の実施形態と異なっている。
<Configuration of gas cell>
As shown to Fig.9 (a), the
リザーバー56は、底部側に、X軸方向に沿って傾斜する傾斜面35aと傾斜面35bとを有している。アンプル20は、その長手方向がY軸方向に沿うように配置される。開口部18は、リザーバー56の+Y方向側に設けられている。封止部19は、開口部18に対応する位置に配置されている。なお、D−D’線は、X軸方向に沿ってリザーバー56とアンプル20と連通孔15の中心とを通る線である。
The
<ガスセルの断面形状とアンプルの配置>
図9(b)に示すように、傾斜面35aは−X方向に向かって上方側から底部側へ傾斜しており、傾斜面35bは+X方向に向かって上方側から底部側へ傾斜している。これらの互いに反対向きに傾斜して交差する2つの傾斜面35a,35bによって、X軸方向に沿った断面視で山状の凸状部が構成されている。傾斜面35a,35b同士が交差する交差部36が、断面視で山状の凸状部の頂点となっている。平面視では、交差部36はY軸方向に沿って稜線状に延在している(図9(a)参照)。
<Cross-sectional shape of gas cell and placement of ampoule>
As shown in FIG. 9B, the
アンプル20は、リザーバー56内における所定の位置として、傾斜面35aにおける最も低い位置に配置されている。本実施形態では、アンプル20が傾斜面35aとリザーバー56の側壁56aとに接する位置が最も低い位置となる。アンプル20は、その長手方向が交差部36の延在方向、すなわちY軸方向に沿うように配置されている(図9(a)参照)。
The
開口部18は、アンプル20が配置される上述の所定の位置から+X方向に離れた位置に設けられている。より具体的には、開口部18は、X軸方向においてアンプル20が配置される所定の位置と交差部36との間、すなわち傾斜面35aにおける最も低い所定の位置よりも上方側の位置であって、傾斜面35aよりも高い位置に設けられている。
The
そのため、開口部18から挿入されたアンプル20は、傾斜面35aに沿って転がるように最も低い位置である所定の位置に移動する。そして、アンプル20は、傾斜面35aとリザーバー56の側壁56aとに接し、その長手方向がY軸方向に沿うように安定した状態で保持される。したがって、第3の実施形態においても、第1の実施形態と同様に、アンプル20に安定的かつ確実に貫通孔21を形成できる。
Therefore, the
連通孔15は、アンプル20が配置される上述の所定の位置から離れた位置であってリザーバー56内の高い位置に設けられている。したがって、アンプル20に貫通孔21を形成する際に発生したガラス管22の破片やアンプル20内から放出されたアルカリ金属固体24の主室14への侵入を抑えつつ、リザーバー56内でアルカリ金属固体24が蒸発したアルカリ金属ガス13を主室14へ流出させることができる。
The
なお、第3の実施形態に係るガスセル50のリザーバー56の断面形状は、図9(b)に示す形状に限定されるものではない。リザーバー56の断面形状は、例えば、図9(c)や図9(d)に示すような傾斜面が異なる形状であってもよい。
The cross-sectional shape of the
図9(c)に示すガスセル50Aでは、セル部52Aのリザーバー56Aが底部側に傾斜面35aと傾斜面35bとを有しているが、それぞれの長さ(X軸方向における幅)が互いに異なっている。換言すれば、2つの傾斜面35a,35b同士が交差する交差部36の位置が、リザーバー56A内のX軸方向における中心位置から+X方向側にずれている。
In the
開口部18は、アンプル20が長い方の傾斜面35aに配置される場合、傾斜面35aにおける上方側に位置するように、リザーバー56A内のX軸方向における中心位置から+X方向側にずれて設けられている。このような構成であっても、図9(b)に示すガスセル50と同様の効果が得られる。なお、図9(c)に示す例では、傾斜面35aの傾斜角度と傾斜面35bの傾斜角度とが異なっているが、両者が同じであってもよい。
When the
図9(d)に示すガスセル50Bでは、セル部52Bのリザーバー56Bが底部側に傾斜面35bのみを有している。したがって、ガスセル50Bでは、交差部36が存在せず、開口部18は、傾斜面35bにおける上方側、すなわち連通孔15に近い位置に設けられている。このような構成であっても、図9(b)に示すガスセル50と同様の効果が得られる。
In the
(第4の実施形態)
第4の実施形態は、第3の実施形態に対して2つの傾斜面35a,35bによって断面が谷状の凹状部が構成されている点が異なる。第4の実施形態に係るガスセルの断面形状とアンプルの配置について、図10を参照して、第3の実施形態と異なる点を説明する。なお、第3の実施形態と共通する構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
Fourth Embodiment
The fourth embodiment is different from the third embodiment in that a concave portion having a valley shape is formed by two
図10は、第4の実施形態に係るガスセルの断面形状とアンプルの配置とを説明する概略断面図である。詳しくは、図10(a)はガスセルの概略断面図であり、図10(b)は第4の実施形態における異なる実施例を示す概略断面図である。 FIG. 10 is a schematic cross-sectional view for explaining the cross-sectional shape of the gas cell and the arrangement of ampoules according to the fourth embodiment. In detail, FIG. 10 (a) is a schematic cross-sectional view of a gas cell, and FIG. 10 (b) is a schematic cross-sectional view showing another example of the fourth embodiment.
<ガスセルの構成>
図10(a)に示すように、第4の実施形態に係るガスセル60は、セル部62と封止部19とで構成される。セル部62は、内部の空隙として主室14(図示しない)とリザーバー66とを有している。平面視における、主室14、連通孔15、およびリザーバー66の配置は、図9(a)に示す第3の実施形態とほぼ同じである。なお、図10(a)は図9(a)のD−D’線に沿った概略断面図に相当する。
<Configuration of gas cell>
As shown to Fig.10 (a), the gas cell 60 which concerns on 4th Embodiment is comprised by the
<ガスセルの断面形状とアンプルの配置>
リザーバー66は、底部側に、X軸方向に沿って傾斜する傾斜面35aと傾斜面35bとを有しているが、傾斜面35aと傾斜面35bとのX軸方向における位置関係が第3の実施形態と反対になっている。そのため、これらの互いに反対向きに傾斜して交差する2つの傾斜面35a,35bによって、第2の実施形態のように、X軸方向に沿った断面視で谷状の凹状部が構成され、傾斜面35a,35b同士が交差する交差部37が断面視で谷状の凹状部の谷底となっている。図示を省略するが、交差部37はY軸方向に沿って延在しており、アンプル20は交差部37と重なる位置に配置されている。
<Cross-sectional shape of gas cell and placement of ampoule>
The
アンプル20は、リザーバー66内における所定の位置として、凹状部の谷底となる交差部37に配置されている。開口部18は、アンプル20が配置される所定の位置に対して、傾斜面35bにおける上方側に配置されている。そのため、アンプル20を開口部18からリザーバー66内に挿入すると、アンプル20は傾斜面35bを+X方向側へ移動して、最も低い交差部37の位置、すなわち所定の位置で停止する。
The
第4の実施形態では、第2の実施形態と同様に、アンプル20が傾斜面35aと傾斜面35bとに案内されてその長手方向がY軸方向に沿うように配置されるので、アンプル20を容易にリザーバー66内の所定の位置に配置できる。また、アンプル20が所定の位置において傾斜面35aと傾斜面35bとに接し安定した状態で保持されるので、アンプル20に安定的かつ確実に貫通孔21を形成できる。
In the fourth embodiment, as in the second embodiment, since the
そして、傾斜面35aの傾斜角度と傾斜面35bの傾斜角度とが同じであれば、アンプル20の中心が交差部37と平面視で重なる位置に配置されるので、アンプル20の径φが異なる場合やばらつく場合であっても、貫通孔21を形成する工程においてパルスレーザー光70を照射する位置をアンプル20の中心位置に容易に合わせることができる。したがって、第2の実施形態と同様に、ガスセル60の製造歩留まりの低下や製造工数の増大をより効果的に抑え、生産性をより向上させることが可能となる。
And, if the inclination angle of the
なお、第4の実施形態に係るガスセル60のリザーバー66の断面形状は、図10(a)に示す形状に限定されるものではない。リザーバー66の断面形状は、例えば、図10(b)に示すような傾斜面が異なる形状であってもよい。
The cross-sectional shape of the
図10(b)に示すガスセル60Aでは、セル部62Aのリザーバー66Aが底部側に傾斜面35a,35bを有しているが、それぞれの長さ(X軸方向における幅)が互いに異なっている。換言すれば、傾斜面35a,35b同士が交差する交差部37の位置が、リザーバー66A内のX軸方向における中心位置から+X方向側にずれている。開口部18は、長い方の傾斜面35bにおける上方側に位置するように、リザーバー66A内のX軸方向における中心位置から−X方向側にずれて設けられている。このような構成であっても、図10(a)に示すガスセル60と同様の効果が得られる。
In the
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。変形例としては、例えば、以下のようなものが考えられる。 The embodiment described above is merely an aspect of the present invention, and arbitrary modifications and applications are possible within the scope of the present invention. As a modification, for example, the following can be considered.
(変形例1)
上記実施形態の磁気計測装置は、ガスセルのリザーバーの底部側に2つの傾斜面を有する構成であったが、本発明はこのような構成に限定されない。ガスセルのリザーバーの底部側に3つ以上の傾斜面を有する構成であってもよい。図11は、変形例1に係るガスセルの構成を示す概略図である。図11(a),(b),(c)に示すような構成であっても、上記実施形態と同様の効果が得られる。
(Modification 1)
Although the magnetic measurement device of the above embodiment is configured to have two inclined surfaces on the bottom side of the reservoir of the gas cell, the present invention is not limited to such a configuration. The configuration may have three or more slopes on the bottom side of the gas cell reservoir. FIG. 11 is a schematic view showing a configuration of a gas cell according to a first modification. Even if it is a structure as shown to FIG. 11 (a), (b), (c), the effect similar to the said embodiment is acquired.
図11(a)に示すように、ガスセル40Bのリザーバー46Bは、底部側に、2つの傾斜面31aと2つの傾斜面31bとを有している。一対の傾斜面31aと傾斜面31bとにより断面視で交差部32を頂点とする山状の凸状部が構成され、それら一対の傾斜面31aおよび傾斜面31bを2対並べることで、交差部33を谷底とする谷状の凹状部が構成される。なお、図11(a)では、アンプル20が交差部33の位置に配置されているが、アンプル20が傾斜面31bと側壁46aとに接する位置に配置されていてもよい。
As shown in FIG. 11A, the
図11(b)に示すように、ガスセル40Cのリザーバー46Cは、底部側に、2つの傾斜面31aと2つの傾斜面31bとを有している。一対の傾斜面31aと傾斜面31bとにより断面視で交差部33を谷底とする谷状の凹状部が構成され、それら一対の傾斜面31aおよび傾斜面31bを2対並べることで交差部32を頂点とする山状の凸状部が構成される。アンプル20は、交差部33に配置される。
As shown in FIG. 11B, the
図11(c)に示すように、ガスセル40Dのリザーバー46Dは、底部側に、2つの傾斜面31aと2つの傾斜面31bと5つの平坦面34aとを有している。一対の傾斜面31aと傾斜面31bとの間に平坦面34aが配置され、それらの傾斜面31a,31bおよび平坦面34a一組として、間に平坦面34aを挟んで2組を並べ、それらの両側に平坦面34aが配置されている。アンプル20は、傾斜面31a,31bとその間の平坦面34aとに接する位置に配置される。
As shown in FIG. 11C, the
なお、上記の実施形態および変形例1では、凹部にアンプル20が配置される構成において、凹部は、2つの傾斜面が交差するV字状の断面形状または台形状の断面形状を有していたが、V字状または台形状以外の断面形状、例えばU字状などの断面形状を有していてもよい。
In the above embodiment and the first modification, in the configuration in which the
(変形例2)
上記実施形態に係るガスセル10を適用可能な装置は、磁気計測装置100に限定されない。ガスセル10は、例えば、原子時計などの原子発振器にも適用できる。原子発振器に用いられるガスセルには小型化が要求されるが、上記実施形態のガスセルの製造方法によれば、小型のガスセル10を安定的に製造できるので、小型の原子発振器に好適に用いることができる。
(Modification 2)
The apparatus to which the
10,10A,10B,40,40A,40B,40C,40D,50,50A,50B,60,60A…ガスセル、12,12A,12B,42,42A,52,52A,52B,62,62A…セル部(第1ガラス)、13…アルカリ金属ガス(アルカリ金属のガス)、14…主室(第1室)、15…連通孔、16,16A,16B,46,46A,46B,46C,46D,56,56A,56B,66,66A…リザーバー(第2室)、18…開口部、19…封止部、20…アンプル、21…貫通孔、24…アルカリ金属固体(アルカリ金属材料)、31a,31b,35a,35b…傾斜面、32,33,36,37…交差部(傾斜面同士が交差する位置)、70…パルスレーザー光(レーザー光)、100…磁気計測装置。 10, 10A, 10B, 40, 40A, 40B, 40C, 40D, 50, 50A, 50B, 60, 60A ... gas cells, 12, 12A, 12B, 42, 42A, 52, 52A, 52B, 62, 62A ... cell portions (First glass), 13 ... alkali metal gas (gas of alkali metal), 14 ... main chamber (first chamber), 15 ... communication holes, 16, 16A, 16B, 46, 46A, 46B, 46C, 46D, 56 , 56A, 56B, 66, 66A ... Reservoir (second chamber), 18 ... Opening, 19 ... Sealing part, 20 ... Ampoule, 21 ... Through hole, 24 ... Solid alkali metal (alkali metal material), 31a, 31b , 35a, 35b ... inclined surfaces, 32, 33, 33, 36, 37 ... intersections (positions where the inclined surfaces cross each other), 70 ... pulse laser light (laser light), 100 ... magnetic measurement apparatus.
Claims (10)
前記開口部を封止する封止部と、
前記第2室に配置されたアンプルと、
前記第1室と前記第2室とに充填されたアルカリ金属のガスと、を備えたガスセルを含み、
前記第1室と前記第2室とは、第1の方向に並んで配置され、
前記アンプルは、長手方向を有し、前記長手方向が前記第1の方向に沿うように配置され、
前記第1の方向と直交する方向を第2の方向とし、前記第1の方向および前記第2の方向と直交する方向を第3の方向とした場合、前記第2室の内壁のうち前記第3の方向の一方側に位置する内壁には、前記第1の方向および前記第2の方向を含む仮想平面に対して傾斜し、且つ前記第2の方向に傾斜している傾斜面が設けられ、
前記アンプルは、前記傾斜面における前記第3の方向の最も前記一方側に位置する第1位置に配置され、
前記開口部は、前記傾斜面よりも前記第3の方向の前記一方側とは反対の他方側、且つ前記第2の方向において前記第1位置から離れた位置に配置されていることを特徴とする原子発振器。 A cell portion having a first chamber, a second chamber, a communication hole communicating the first chamber and the second chamber, and an opening provided in the second chamber;
A sealing portion sealing the opening;
An ampoule disposed in the second chamber;
A gas cell comprising an alkali metal gas filled in the first chamber and the second chamber,
The first chamber and the second chamber are arranged side by side in a first direction,
The ampoule has a longitudinal direction, and the longitudinal direction is disposed along the first direction,
When a direction orthogonal to the first direction is a second direction, and a direction orthogonal to the first direction and the second direction is a third direction, the third of the inner walls of the second chamber The inner wall located on one side in the three directions is provided with an inclined surface which is inclined with respect to a virtual plane including the first direction and the second direction and which is inclined in the second direction. ,
The ampoule is disposed at a first position located closest to the one side in the third direction on the inclined surface,
The opening is disposed on the other side opposite to the one side in the third direction than the inclined surface , and at a position separated from the first position in the second direction. Atomic oscillators.
前記開口部を封止する封止部と、
前記第2室に配置されたアンプルと、
前記第1室と前記第2室とに充填されたアルカリ金属のガスと、を備えたガスセルを含み、
前記第1室と前記第2室とは、第1の方向に並んで配置され、
前記第1の方向と直交する方向を第2の方向とし、前記第1の方向および前記第2の方向と直交する方向を第3の方向とした場合、前記第2室の内壁のうち前記第3の方向の一方側に位置する内壁には、前記第1の方向および前記第2の方向を含む仮想平面に対して傾斜し、且つ互いに反対に向きに傾斜して交差する2つの傾斜面によって構成される凸状部を有し、
前記アンプルは、前記2つの傾斜面の1つの傾斜面における前記第3の方向の最も前記一方側に位置する第1位置に配置され、
前記開口部は、前記1つの傾斜面よりも前記第3の方向の前記一方側とは反対の他方側、且つ前記2つの傾斜面が傾斜する方向において前記傾斜面同士が交差する位置と前記第1位置との間に配置されていることを特徴とする原子発振器。 A cell portion having a first chamber, a second chamber, a communication hole communicating the first chamber and the second chamber, and an opening provided in the second chamber;
A sealing portion sealing the opening;
An ampoule disposed in the second chamber;
A gas cell comprising an alkali metal gas filled in the first chamber and the second chamber,
The first chamber and the second chamber are arranged side by side in a first direction,
When a direction orthogonal to the first direction is a second direction, and a direction orthogonal to the first direction and the second direction is a third direction, the third of the inner walls of the second chamber The inner wall located on one side of the three directions is inclined with respect to a virtual plane including the first direction and the second direction, and by two inclined planes intersecting obliquely with each other and facing each other. Having a convex portion configured
The ampoule is disposed at a first position located closest to the one side in the third direction on one of the two inclined surfaces.
The opening, said a position wherein said than one inclined surface 3 opposite the other side to the one side direction, the and the said inclined faces in the direction where two inclined surfaces are inclined to intersect the An atomic oscillator characterized in that it is disposed between one position .
前記第2室は、互いに反対向きに傾斜して交差する2つの前記傾斜面によって構成される凸状部を有し、
前記開口部は、前記2つの傾斜面が傾斜する方向において、前記傾斜面同士が交差する位置と前記第1位置との間に配置されていることを特徴とする原子発振器。 The atomic oscillator according to claim 1 , wherein
The second chamber has a convex portion constituted by the two inclined surfaces intersecting with each other in opposite directions.
The atomic oscillator is characterized in that the opening is disposed between a position where the inclined surfaces intersect with the first position in a direction in which the two inclined surfaces are inclined .
前記開口部を封止する封止部と、
前記第2室に配置されたアンプルと、
前記第1室と前記第2室とに充填されたアルカリ金属のガスと、を備えたガスセルを含み、
前記第1室と前記第2室とは、第1の方向に並んで配置され、
前記第1の方向と直交する方向を第2の方向とし、前記第1の方向および前記第2の方向と直交する方向を第3の方向とした場合、前記第2室の内壁のうち前記第3の方向の一方側に位置する内壁には、前記第1の方向および前記第2の方向を含む仮想平面に対して傾斜し、且つ互いに反対に向きに傾斜して交差する2つの傾斜面によって構成される凹状部を有し、
前記アンプルは、前記2つの傾斜面における前記第3の方向の最も前記一方側に位置する第1位置に配置され、
前記開口部は、前記2つの傾斜面よりも前記第3の方向の前記一方側とは反対の他方側、且つ前記2つの傾斜面が傾斜する方向において前記傾斜面同士が交差する位置から離れた位置に配置されていることを特徴とする原子発振器。 A cell portion having a first chamber, a second chamber, a communication hole communicating the first chamber and the second chamber, and an opening provided in the second chamber;
A sealing portion sealing the opening;
An ampoule disposed in the second chamber;
A gas cell comprising an alkali metal gas filled in the first chamber and the second chamber,
The first chamber and the second chamber are arranged side by side in a first direction,
When a direction orthogonal to the first direction is a second direction, and a direction orthogonal to the first direction and the second direction is a third direction, the third of the inner walls of the second chamber The inner wall located on one side of the three directions is inclined with respect to a virtual plane including the first direction and the second direction, and by two inclined planes intersecting obliquely with each other and facing each other. Having a recess configured
The ampoule is disposed at a first position located on the most side of the third direction on the two inclined surfaces,
The opening is separated from a position at which the inclined surfaces intersect with each other on the other side opposite to the one side of the third direction than the two inclined surfaces and in a direction in which the two inclined surfaces are inclined . An atomic oscillator characterized in that it is disposed at a position.
前記傾斜面は、前記第1の方向に傾斜しており、
前記アンプルは、長手方向を有し、前記長手方向が前記第2の方向に沿うように配置され、
前記開口部は、前記第1の方向において前記第1位置から離れた位置に設けられていることを特徴とする原子発振器。 The atomic oscillator according to claim 2 or 4 , wherein
The inclined surface is inclined in the first direction,
The ampoule has a longitudinal direction, and the longitudinal direction is disposed along the second direction,
The atomic oscillator is characterized in that the opening portion is provided at a position separated from the first position in the first direction.
前記連通孔は、前記第1位置から離れた位置に設けられていることを特徴とする原子発振器。 The atomic oscillator according to any one of claims 1 to 5 , wherein
The atomic oscillator is characterized in that the communication hole is provided at a position separated from the first position.
前記連通孔は、前記第1位置よりも前記他方側に設けられていることを特徴とする原子発振器。 The atomic oscillator according to claim 6 , wherein
The atomic oscillator is characterized in that the communication hole is provided on the other side of the first position.
前記開口部を封止する封止部と、 A sealing portion sealing the opening;
前記第2室に配置されたアンプルと、 An ampoule disposed in the second chamber;
前記第1室と前記第2室とに充填されたアルカリ金属のガスと、を備え、 A gas of an alkali metal filled in the first chamber and the second chamber;
前記第1室と前記第2室とは、第1の方向に並んで配置され、 The first chamber and the second chamber are arranged side by side in a first direction,
前記アンプルは、長手方向を有し、前記長手方向が前記第1の方向に沿うように配置され、 The ampoule has a longitudinal direction, and the longitudinal direction is disposed along the first direction,
前記第1の方向と直交する方向を第2の方向とし、前記第1の方向および前記第2の方向と直交する方向を第3の方向とした場合、前記第2室の内壁のうち前記第3の方向の一方側に位置する内壁には、前記第1の方向および前記第2の方向を含む仮想平面に対して傾斜し、且つ前記第2の方向に傾斜している傾斜面が設けられ、 When a direction orthogonal to the first direction is a second direction, and a direction orthogonal to the first direction and the second direction is a third direction, the third of the inner walls of the second chamber The inner wall located on one side in the three directions is provided with an inclined surface which is inclined with respect to a virtual plane including the first direction and the second direction and which is inclined in the second direction. ,
前記アンプルは、前記傾斜面における前記第3の方向の最も前記一方側に位置する第1位置に配置され、 The ampoule is disposed at a first position located closest to the one side in the third direction on the inclined surface,
前記開口部は、前記傾斜面よりも前記第3の方向の前記一方側とは反対の他方側、且つ前記第2の方向において前記第1位置から離れた位置に配置されていることを特徴とするガスセル。 The opening is disposed on the other side opposite to the one side in the third direction than the inclined surface, and at a position separated from the first position in the second direction. Gas cell.
前記開口部を封止する封止部と、 A sealing portion sealing the opening;
前記第2室に配置されたアンプルと、 An ampoule disposed in the second chamber;
前記第1室と前記第2室とに充填されたアルカリ金属のガスと、を備え、 A gas of an alkali metal filled in the first chamber and the second chamber;
前記第1室と前記第2室とは、第1の方向に並んで配置され、 The first chamber and the second chamber are arranged side by side in a first direction,
前記第1の方向と直交する方向を第2の方向とし、前記第1の方向および前記第2の方向と直交する方向を第3の方向とした場合、前記第2室の内壁のうち前記第3の方向の一方側に位置する内壁には、前記第1の方向および前記第2の方向を含む仮想平面に対して傾斜し、且つ互いに反対に向きに傾斜して交差する2つの傾斜面によって構成される凸状部を有し、 When a direction orthogonal to the first direction is a second direction, and a direction orthogonal to the first direction and the second direction is a third direction, the third of the inner walls of the second chamber The inner wall located on one side of the three directions is inclined with respect to a virtual plane including the first direction and the second direction, and by two inclined planes intersecting obliquely with each other and facing each other. Having a convex portion configured
前記アンプルは、前記2つの傾斜面の1つの傾斜面における前記第3の方向の最も前記一方側に位置する第1位置に配置され、 The ampoule is disposed at a first position located closest to the one side in the third direction on one of the two inclined surfaces.
前記開口部は、前記1つの傾斜面よりも前記第3の方向の前記一方側とは反対の他方側、且つ前記2つの傾斜面が傾斜する方向において前記傾斜面同士が交差する位置と前記第1位置との間に配置されていることを特徴とするガスセル。 In the opening portion, a position at which the inclined surfaces intersect with each other in the direction in which the two inclined surfaces are inclined and the other side opposite to the one side in the third direction with respect to the one inclined surface A gas cell characterized in that it is disposed between one position.
前記開口部を封止する封止部と、 A sealing portion sealing the opening;
前記第2室に配置されたアンプルと、 An ampoule disposed in the second chamber;
前記第1室と前記第2室とに充填されたアルカリ金属のガスと、を備え、 A gas of an alkali metal filled in the first chamber and the second chamber;
前記第1室と前記第2室とは、第1の方向に並んで配置され、 The first chamber and the second chamber are arranged side by side in a first direction,
前記第1の方向と直交する方向を第2の方向とし、前記第1の方向および前記第2の方向と直交する方向を第3の方向とした場合、前記第2室の内壁のうち前記第3の方向の一方側に位置する内壁には、前記第1の方向および前記第2の方向を含む仮想平面に対して傾斜し、且つ互いに反対に向きに傾斜して交差する2つの傾斜面によって構成される凹状部を有し、 When a direction orthogonal to the first direction is a second direction, and a direction orthogonal to the first direction and the second direction is a third direction, the third of the inner walls of the second chamber The inner wall located on one side of the three directions is inclined with respect to a virtual plane including the first direction and the second direction, and by two inclined planes intersecting obliquely with each other and facing each other. Having a recess configured
前記アンプルは、前記2つの傾斜面における前記第3の方向の最も前記一方側に位置する第1位置に配置され、 The ampoule is disposed at a first position located on the most side of the third direction on the two inclined surfaces,
前記開口部は、前記2つの傾斜面よりも前記第3の方向の前記一方側とは反対の他方側、且つ前記2つの傾斜面が傾斜する方向において前記傾斜面同士が交差する位置から離れた位置に配置されていることを特徴とするガスセル。 The opening is separated from a position at which the inclined surfaces intersect with each other on the other side opposite to the one side of the third direction than the two inclined surfaces and in a direction in which the two inclined surfaces are inclined. A gas cell characterized in that it is disposed at a position.
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