JP6544132B2 - 量子干渉装置、原子発振器、および電子機器 - Google Patents
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Description
本発明の量子干渉装置は、金属が封入されている内部空間を有する原子セルと、
第1発光素子を有し、前記第1発光素子からの光を用いて、互いに同方向に円偏光していて前記金属を共鳴させる共鳴光対を含む第1光を生成し、前記第1光を前記内部空間に対して入射させる第1光源部と、
第2発光素子を有し、前記第2発光素子からの光を用いて、前記共鳴光対とは逆方向となる回転方向で円偏光していて前記金属を共鳴させる調整光を含む第2光を生成し、前記第2光を前記内部空間に対して前記第1光と同じ側から入射させる第2光源部と、
前記内部空間と前記第1発光素子および前記第2発光素子との間に配置され、開口を有する絞り部材と、を備えることを特徴とする。
これにより、EIT信号の強度を効率的に向上させることができる。
これにより、EIT信号の強度を効果的に向上させることができる量子干渉装置を備える原子発振器を提供することができる。
これにより、EIT信号の強度を効果的に向上させることができる量子干渉装置を備える電子機器を提供することができる。
これにより、EIT信号の強度を効果的に向上させることができる量子干渉装置を備える移動体を提供することができる。
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、例えば、磁気センサー、量子メモリー等のデバイスにも適用可能である。
まず、本発明の第1実施形態に係る原子発振器を簡単に説明する。
[ガスセル]
原子セル2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。また、原子セル2内には、必要に応じて、アルゴン、ネオン等の希ガス、窒素等の不活性ガスが緩衝ガスとしてアルカリ金属ガスとともに封入されていてもよい。
光源部3は、原子セル2内のアルカリ金属原子を共鳴させる共鳴光対を構成する前述した第1共鳴光および第2共鳴光を含む光LLを出射する機能を有する。
受光部4は、原子セル2内を透過した光LL(特に、第1共鳴光および第2共鳴光で構成された共鳴光対)の強度を検出する機能を有する。
ヒーター5(加熱部)は、前述した原子セル2(より具体的には原子セル2中のアルカリ金属)を加熱する機能を有する。これにより、原子セル2中のアルカリ金属を適切な濃度のガス状に維持することができる。
温度センサー6は、ヒーター5または原子セル2の温度を検出する機能を有する。
この温度センサー6は、例えば、ヒーター5または原子セル2に接触して配置される。
磁場発生部7は、原子セル2内のアルカリ金属に磁場を印加する機能を有する。これにより、ゼーマン分裂により、原子セル2内のアルカリ金属原子の縮退している異なる複数の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。
制御部8は、光源部3、ヒーター5および磁場発生部7をそれぞれ制御する機能を有する。
以上、原子発振器1の構成を簡単に説明した。
図4は、図1に示す原子発振器が備える光源部、原子セルおよび絞り部材を説明するための概略図である。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
なお、以下の説明では、第3実施形態に関し、前述した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8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。
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。
図9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概略構成を示す図である。
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。
図10は、本発明の移動体の一例を示す図である。
Claims (13)
- 金属が封入されている内部空間を有する原子セルと、
第1発光素子を有し、前記第1発光素子からの光を用いて、互いに同方向に円偏光していて前記金属を共鳴させる共鳴光対を含む第1光を生成し、前記第1光を前記内部空間に対して入射させる第1光源部と、
第2発光素子を有し、前記第2発光素子からの光を用いて、前記共鳴光対とは逆方向となる回転方向で円偏光していて前記金属を共鳴させる調整光を含む第2光を生成し、前記第2光を前記内部空間に対して前記第1光と同じ側から入射させる第2光源部と、
前記原子セルと前記第1発光素子および前記第2発光素子との間に配置され、開口を有する絞り部材と、を備えることを特徴とする量子干渉装置。 - 前記第1光源部および前記第2光源部は、前記第1発光素子および前記第2発光素子と前記内部空間との間に配置されている1/4波長板を共通して備える請求項1に記載の量子干渉装置。
- 前記絞り部材は、前記第1発光素子および前記第2発光素子と前記1/4波長板との間に配置されている請求項2に記載の量子干渉装置。
- 前記絞り部材は、前記1/4波長板と前記内部空間との間に配置されている請求項2に記載の量子干渉装置。
- 前記絞り部材は、前記1/4波長板上に配置されている請求項3または4に記載の量子干渉装置。
- 前記絞り部材は、前記原子セル上に配置されている請求項4に記載の量子干渉装置。
- 前記第1発光素子および前記第2発光素子と前記絞り部材との間に配置されているレンズを備える請求項1ないし6のいずれか1項に記載の量子干渉装置。
- 前記第1発光素子および前記第2発光素子は、同一基板上に配置されている請求項1ないし7のいずれか1項に記載の量子干渉装置。
- 前記共鳴光対および前記調整光は、一方がD1線であり、他方がD2線である請求項1ないし8のいずれか1項に記載の量子干渉装置。
- 前記第2発光素子が面発光レーザーである請求項1ないし9のいずれか1項に記載の量子干渉装置。
- 前記第2発光素子が発光ダイオードである請求項1ないし9のいずれか1項に記載の量子干渉装置。
- 請求項1ないし11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。
- 請求項1ないし11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電子機器。
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