JP6661985B2 - 原子発振器 - Google Patents

Description

本発明は、原子発振器に関する。

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知られている。一般に、原子発振器の動作原理は、光およびマイクロ波による二重共鳴現象を利用した方式と、波長の異なる２種類の光による量子干渉効果（ＣＰＴ：Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｐｐｉｎｇ）を利用した方式とに大別される。

いずれの方式の原子発振器においても、アルカリ金属をガスセル内に緩衝ガスとともに封入されており、このガスセルに入射した光が、アルカリ金属にどれだけ吸収されたかを反対側に設けられた検出器で検出することによって原子共鳴を検知し、検知された原子共鳴を制御系によって基準信号として出力する。このような原子発振器として、基板上にガスセルを設け、ガスセルを挟んだ両側に光（励起光）の光源と、検出部とが配置されている構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、特許文献１には、ガスセルと、励起光を出射する光出射部と、を透磁率の高い材料で形成されたパッケージ内に収容する構成としている。これにより、原子発振器の外部に介在する外部磁気がガスセルを透過することを遮蔽することができ、原子発振器を安定して動作させることが開示されている。

特開２０１２−１９５７８８号公報

しかし、特許文献１の構成では、光出射部に入力される変調信号によって、パッケージ内面を起点とした空間高周波の定在波が発生し、励起光の出力を低下させる、という知見が得られた。

そこで、空間高周波の定在波に対して、安定して動作させることができる原子発振器を得ることを目的とする。

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〕本適用例の原子発振器は、金属原子が封入されているガスセルと、前記ガスセルの周囲に配置されるコイルと、前記ガスセルに励起光を射出するレーザー光源と、を含む原子発振器であって、少なくとも、前記ガスセルと、前記コイルと、が収容される第１収容体と、前記第１収容体と、前記レーザー光源と、が収容される第２収容体と、を備え、前記レーザー光源と、前記レーザー光源用の高周波信号を生成する励起光制御部と、を電気的に接続する高周波信号伝導線を備え、前記高周波信号伝導線は、前記高周波信号を導通する芯線と、前記芯線からの前記高周波信号による高周波の漏れを遮蔽するシールド部と、を有し、前記芯線と、前記レーザー光源と、を電気的に接続する接続配線が配設され、平面視において、前記高周波信号伝導線の前記レーザー光源における前記芯線が前記シールド部から露出する端部から、前記接続配線の前記レーザー光源との接続部までの領域を光源配線領域とし、前記レーザー光源から射出される前記励起光の射出方向と反対方向で、前記レーザー光源に最も近い前記第２収容体の内壁面を第１壁面とし、前記レーザー光源に入力される前記高周波信号により発生する空間高周波の定在波は、前記第１壁面に起点を有し、平面視において、前記光源配線領域は、前記定在波の最大振幅点を含まないことを特徴とする。

原子発振器に備える金属原子が内部に収納されたガスセルに照射される励起光は、光源に入力される高周波信号によって励起される。この高周波信号は、光源の駆動を制御する励起光制御部によって生成され、送出されるが、励起光制御部から光源まではシールド部を備えるケーブル、例えば高周波信号を伝達する芯線を取り巻くようにシールド部を備える同軸ケーブル、によって伝達される。

しかし、光源と、ケーブルと、の接続部では、光源を内部に封入するパッケージと芯線との接続のためにケーブルのシールド部から芯線を露出させて接続する部分ができてしまう。更には、パッケージ内の内部配線、あるいはパッケージの内部配線と光源とを接続するボンディングワイヤーなど、シールド部を備えない接続部を設けざるを得ない。この、シールド部を備えていない領域から、芯線を伝達された高周波信号が漏れ、特に、第２収容体の内部に漏れた高周波信号は、第２収容体内部で空間高周波の定在波が生じてしまう。発生した定在波は、光源に入力される本来の高周波信号の強度を減衰させてしまうエネルギーを有している。

そこで、本適用例の原子発振器によれば、シールド部を有しない、高周波信号伝導線のシールド部から露出させた芯線部を含み、芯線部から光源まで接続される接続配線が、空間高周波の定在波の影響を受けやすいことから、接続配線の配置される光源配線領域に、定在波の最大振幅点が含まれないように光源の配置位置を設定することにより、定在波のエネルギーがシールド部を有しない接続配線に流れる光源を励起させる高周波信号を減衰させることを抑制、もしくは防止することができる。これによって、安定した強度を有する高周波信号を光源に伝達することができ、高い精度を安定して維持することができる原子発振器を得ることができる。

〔適用例２〕本適用例の原子発振器は、金属原子が封入されているガスセルと、前記ガスセルの周囲に配置されるコイルと、前記ガスセルに励起光を射出するレーザー光源と、を含む原子発振器であって、少なくとも、前記ガスセルと、前記コイルと、が収容される第１収容体と、前記第１収容体と、前記レーザー光源と、が収容される第２収容体と、を備え、前記ガスセルの前記金属原子が封入される収容部を平面視した領域をガスセル空間領域とし、前記レーザー光源から射出される前記励起光の射出方向と反対方向で、前記レーザー光源に最も近い前記第２収容体の内壁面を第１壁面とし、前記レーザー光源に入力される前記レーザー光源用の高周波信号により発生する空間高周波の定在波は、前記第１壁面に起点を有し、前記ガスセル空間領域は、前記定在波の最大振幅点を含まないことを特徴とする。

本適用例の原子発振器によれば、ガスセルの内部空間の空間領域では、定在波による励起光の強度への影響を抑制することができ、安定した発振性能を有する原子発振器を得ることができる。

〔適用例３〕本適用例の原子発振器は、金属原子が封入されているガスセルと、前記ガスセルの周囲に配置されるコイルと、前記ガスセルに励起光を射出するレーザー光源と、を含む原子発振器であって、少なくとも、前記ガスセルと、前記コイルと、が収容される第１収容体と、前記第１収容体と、前記レーザー光源と、が収容される第２収容体と、を備え、前記レーザー光源と、前記レーザー光源用の高周波信号を生成する励起光制御部と、を電気的に接続する高周波信号伝導線を備え、前記高周波信号伝導線は、前記高周波信号を導通する芯線と、前記芯線からの前記高周波信号による高周波の漏れを遮蔽するシールド部と、を有し、前記芯線と、前記レーザー光源と、を電気的に接続する接続配線が配設され、平面視において、前記高周波信号伝導線の前記レーザー光源おける前記芯線が前記シールド部から露出する端部から、前記接続配線の前記レーザー光源との接続部までの領域を光源配線領域とし、前記ガスセルの前記金属原子が封入される収容部を平面視した領域をガスセル空間領域とし、前記レーザー光源から射出される前記励起光の射出方向と反対方向で、前記レーザー光源に最も近い前記第２収容体の内壁面を第１壁面とし、前記レーザー光源に入力される高周波信号により発生する空間高周波の定在波は、前記第１壁面に起点を有し、前記光源配線領域と、前記ガスセル空間領域と、は前記定在波の最大振幅点を含まないことを特徴とする。

本適用例の原子発振器によれば、シールド部を有しない、高周波信号伝導線のシールド部から露出させた芯線部を含み、芯線部から光源まで接続される接続配線が、空間高周波の定在波の影響を受けやすいことから、接続配線の配置される光源配線領域に、定在波の最大振幅点が含まれないように光源の配置位置を設定することにより、定在波のエネルギーがシールド部を有しない接続配線に流れる光源を励起させる高周波信号を減衰させることを抑制、もしくは防止することができる。更に、ガスセルの内部空間の空間領域では、定在波による励起光の強度への影響を抑制することができ、安定した発振性能を有する原子発振器を得ることができる。これによって、安定した強度を有する高周波信号を光源に伝達することができ、高い精度を安定して維持することができる原子発振器を得ることができる。

〔適用例４〕上述の適用例において、波長変換用の誘電体を前記第２収容体の内部に配設することを特徴とする。

上述の適用例によれば、誘伝体による空間高周波の定在波は、波長が短縮され、最大振幅点の位置を変えることができ、光源、あるいはガスセルと、定在波の最大振幅点と、の相対位置を決める自由度を広げることができる。

第１実施形態に係る原子発振器の概略を示す正断面図。 第１実施形態に係る原子発振器の概略を示し、図１に示すＡ−Ａ´部の断面図。 図１および図２に示す原子発振器の概略構成図。 第１実施形態に係る原子発振器のガスセル内におけるアルカリ金属のエネルギー状態を説明するための図。 第１実施形態に係る原子発振器の光射出部（光源）および光検出部について、光射出部（光源）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。 第１実施形態に係る原子発振器の部分概略を示す部分正断面図。 図６に示すＢ−Ｂ´部の断面図。 第１実施形態に係る原子発振器のその他の形態を示す部分正断面図。 第２実施形態に係る原子発振器の概略を示す正断面図。 第２実施形態に係る原子発振器のその他の形態の概略を示す正断面図。 第３実施形態に係る原子発振器の概略を示す正断面図。 第３実施形態に係る原子発振器の概略を示し、図１１に示すＣ−Ｃ´部の断面図。 図１２に示す誘電体を示す外観斜視図。 誘電体のその他の形態を示す外観斜視図。 第４実施形態に係る電子機器の一例としてＧＰＳ衛星を利用した測位システムの概略構成を示す図。 第５実施形態に係る電子機器の一例としてのクロック伝送システムを示す概略構成図。 第６実施形態に係る移動体の一例としての自動車の構成を示す斜視図。

以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。

（第１実施形態）
図１および図２は、第１実施形態に係る原子発振器の概略を示し、図１は正断面図、図２は図１に示すＡ−Ａ´部の断面図である。

図１および図２に示す原子発振器１００は、量子干渉効果を利用した原子発振器である。原子発振器１００は、ガスセルユニット１０と、光射出部２０と、ガスセルユニット１０を収納し、本実施形態に係る原子発振器１００では磁気遮蔽性を有する第１収容体としての第１磁気遮蔽体４０と、を備えている。

ガスセルユニット１０は、ガスセル１１と、ガスセル１１を保持し、後述するヒーターに発生させる熱をガスセル１１に伝導させるガスセル保持部材１２と、ガスセル保持部材１２のＸ軸方向に沿った外周面に巻き付けられるコイル１３と、を備えている。

ガスセル１１は、柱状の貫通孔を有する本体部１１ａと、その貫通孔の両側の開口を１対の窓部１１ｂ，１１ｃによって封鎖することにより、金属原子が封入される収容部としての内部空間Ｓが形成される。ガスセル１１の内部空間Ｓ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。

光射出部２０は、基体部２１ａと、基体部２１ａを内部に収容固着する本体枠部２１ｂと、励起光を透過する、イメージセンサーのカバーガラスに用いられる高品位ガラス（例えば「ＡＢＣガラス：日本電気硝子製」など）により形成される光透過部２１ｄを備える金属製の蓋部２１ｃと、により構成される光源収容体２１と、光源収容体２１に収容された光源２２と、光源２２を加熱する加熱素子としてのペルチェ素子２３と、を有する。光源２２は、ガスセル１１中のアルカリ金属原子を励起する励起光を射出する機能を有し、例えば半導体レーザーが用いられる。光源２２は、光源収容体２１の内部に励起光の射出方向（図示矢印の光軸方向Ｒ）に沿ってガスセル１１と対向するように配置され、光源２２から蓋部２１ｃの光透過部２１ｄを透過してガスセル１１に向かって励起光が射出される。

射出された励起光は、ガスセル保持部材１２と、光軸方向Ｒと、が交差する部分に形成された貫通孔１２ａ，１２ｂのうち、光射出部２０側の貫通孔１２ａに配置された光学部品１４，１５を透過する。本実施形態では、光源２２側からガスセル１１側へ、光学部品１４，１５の順に配置されている。光学部品１４は、λ／４波長板である。これにより、光源２２からの励起光を直線偏光から円偏光（右円偏光または左円偏光）に変換することができる。光学部品１５は、減光フィルター（ＮＤフィルター）である。これにより、ガスセル１１に入射する励起光の強度を調整（減少）させることができる。そのため、光源２２の出力が大きい場合でも、ガスセル１１に入射する励起光を所望の光量とすることができる。

ガスセル保持部材１２の光軸方向Ｒと並行する外周部１２ｃには、外周部１２ｃに沿ってコイル１３が巻き付けられている。コイル１３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１１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１００の発振周波数の精度を高めることができる。なお、コイル１３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。また、このコイル１３は、ガスセル１１を囲むように設けられたソレノイドコイルであってもよいし、ガスセル１１を挟むように設けられたヘルムホルツコイルであってもよい。

ガスセル１１を挟んで光射出部２０と光軸方向Ｒに沿って対向する位置に光検出部３０を備えている。光検出部３０は、ガスセル１１内を透過した後述する励起光ＬＬ（共鳴光１、共鳴光２）の強度を検出する機能を有する。本実施形態では、光検出部３０は、接着剤３１を介してガスセル保持部材１２に接合されている。ここで、接着剤３１としては、公知の接着剤を用いることができる。また、この光検出部３０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。

上述したガスセルユニット１０と、光検出部３０と、は第１磁気遮蔽体４０の内部に収容されている。第１磁気遮蔽体４０は、基板５０に載置される基部４２と、箱状の第１蓋体４１と、を備え、基部４２に載置される光検出部３０を備えたガスセルユニット１０を覆うように第１蓋体４１を被せて基部４２に合わせることで第１磁気遮蔽体４０を構成する。第１磁気遮蔽体４０は、第１磁気遮蔽体４０の内部に対する外部からの磁気を遮蔽する機能を有し、第１磁気遮蔽体４０に収容されるガスセルユニット１０への外部からの磁気を遮蔽する。

第１蓋体４１のガスセル保持部材１２に形成された貫通孔１２ａに対向する位置、即ち励起光の通過位置には、貫通孔４１ａが設けられている。なお、貫通孔４１ａには、励起光を透過し得る材料であれば、特に限定されないが、例えば透明ガラス、透明石英ガラス、透明水晶などが気密接合されていてもよい。このように、貫通孔４１ａが気密接合されていることで、第１磁気遮蔽体４０内を気密空間とすることが可能となる。なお、図１および図２では、図示を省略しているが、第１磁気遮蔽体４０には、前述した部品以外の部品が収納されていてもよい。また、図示しないが、基板５０には、第１磁気遮蔽体４０の外部からガスセルユニット１０への通電のための複数の配線などが設けられている。

第１蓋体４１および基部４２の構成材料としては、磁気遮蔽効果を有していることがなお好ましく、例えば、鉄（Ｆｅ）、各種Ｆｅ合金（ケイ素鉄、パーマロイ、スーパーマロイ、アモルファス、センダスト）、銅（Ｃｕ）、銅合金などの軟磁性材料がより好ましい。このような材料を第１蓋体４１および基部４２に用いることにより、外部からの磁気（磁場の変化）を第１磁気遮蔽体４０によって遮蔽することができる。これにより、外部からの磁気（磁場の変化）によるガスセル１１内の金属原子への影響を抑制し、原子発振器１００としての発振特性の安定化を図ることが可能となる。

基部４２には、第１蓋体４１が接合され、第１蓋体４１の開口が基部４２により封鎖される。基部４２と第１蓋体４１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、基部４２と第１蓋体４１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、基部４２と第１蓋体４１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磁気遮蔽体４０内が気密空間であることが好ましい。これにより、第１磁気遮蔽体４０内を減圧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１００の特性を向上させることができる。特に、第１磁気遮蔽体４０内は、減圧状態であることが好ましい。これにより、第１磁気遮蔽体４０内の空間を介した熱の伝達を抑制することができる。そのため、ガスセル保持部材１２と第１磁気遮蔽体４０の外部との間や、第１磁気遮蔽体４０内の空間を介した、後述するヒーターとガスセル１１との間の熱干渉を抑制することができる。そのため、ヒーターの熱がガスセル保持部材１２を介して効率的に２つの窓部１１ｂ，１１ｃへ伝達し、２つの窓部１１ｂ，１１ｃ間の温度差を抑制することができる。また、ガスセルユニット１０と第１磁気遮蔽体４０の外部との間の熱の伝達をより効果的に抑制することができる。

図２に示すように、本実施形態に係る原子発振器１００は、ガスセルユニット１０を加熱する加熱素子としてのヒーター６０を備えている。ヒーター６０は、通電により発熱する発熱抵抗体（発熱部）である。ヒーター６０は、第１磁気遮蔽体４０の外部に配置され、ヒーター６０が発生した熱は、第１磁気遮蔽体４０を介してガスセル１１に伝達される。本実施形態に係る原子発振器１００では、ヒーター６０は第１磁気遮蔽体４０の第１蓋体４１の外部に高熱伝導率接着剤によって接着固定される形態を例示する。しかしこれに限定されず、ヒーター６０が発生する熱の伝達ロスを少なくする手段であれば、ヒーター６０の配置手段は限定されない。例えば、金属ろうによるろう付け、ねじによる物理的な固定手段であってもよい。

ヒーター６０が発生した熱は、ガスセル１１に伝達され、ガスセル１１を所定の温度に維持し、ガスセル１１中のアルカリ金属をガス状に維持することができる。なお、ヒーター６０に代えて、あるいは、ヒーター６０と併用して、ペルチェ素子を用いてもよい。この場合、ペルチェ素子の発熱側の部分が発熱部を構成する。

また、原子発振器１００は、図１および図２に示すように、ガスセルユニット１０が内部に収納された第１磁気遮蔽体４０と、光検出部３０と、ヒーター６０と、光射出部２０と、を収納する磁気遮蔽性を有する第２収容体としての第２磁気遮蔽体７０を備えている。第２磁気遮蔽体７０は、底部７２と、第２蓋体７１とを備え、第２蓋体７１の開口が基板５０により封鎖されている。これにより、第１磁気遮蔽体４０を収納する空間が形成されている。そして、第２蓋体７１が配置される基板５０の面の反対面に底部７２が配置され、外部磁気から内部を遮蔽する第２磁気遮蔽体７０が構成される。

第２蓋体７１および底部７２の構成材料としては、磁気遮蔽効果を有していることがより好ましく、例えば、鉄（Ｆｅ）、各種Ｆｅ合金（ケイ素鉄、パーマロイ、スーパーマロイ、アモルファス、センダスト）、銅（Ｃｕ）、銅合金などの軟磁性材料が好ましい。このような材料を、第２蓋体７１および底部７２に用いることにより、外部からの磁気（磁場の変化）を第２磁気遮蔽体７０によって遮蔽することができる。加えて、第２磁気遮蔽体７０と空気層や基板５０の透磁率の低い層を挟んで第１磁気遮蔽体４０が設けられている二重の磁気遮蔽体となることから、外部からの磁気（磁場の変化）によるガスセル１１内の金属原子への影響を、より大きく抑制することが可能となる。

基板５０は、基板５０の一面に、前述したように、ガスセルユニット１０を収納した第１磁気遮蔽体４０と、励起光を射出する光源２２を有する光射出部２０と、を覆う第２磁気遮蔽体７０の第２蓋体７１と、が接続されている。また、基板５０の一面の裏面には、第２磁気遮蔽体７０を構成する底部７２が接続されている。なお、基板５０の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、樹脂材料、セラミックス材料等を用いることができる。また、図示しないが、基板５０には、外部からガスセルユニット１０、あるいは光射出部２０への通電のための複数の配線および複数の端子が設けられている。

図３は、図１，２に示す原子発振器１００の動作を示す概略構成図である。また、図４は、図１，２に示す原子発振器１００のガスセル１１内におけるアルカリ金属のエネルギー状態を説明するための図、図５は、図１，２に示す原子発振器１００の光射出部２０（光源２２）および光検出部３０について、光射出部２０（光源２２）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。

先ず、原子発振器１００の原理を簡単に説明する。原子発振器１００では、ガスセル１１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４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、および共鳴光２を照射すると、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、および共鳴光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、および基底状態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、および共鳴光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（Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｐｐｉｎｇ）現象、または電磁誘起透明化現象（ＥＩＴ：Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ）と呼ぶ。

光源２２は、ガスセル１１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）を射出する。例えば、光源２２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３０の検出強度は、図５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。

本実施形態に係る原子発振器１００は、図３に示すように、光射出部２０に備える光源２２から、ガスセル１１に向かって励起光ＬＬがガスセル１１への入射光として射出される。励起光ＬＬとして、前述したように、周波数の異なる２種の光（共鳴光１および共鳴光２）が射出される。共鳴光１の周波数ω１は、ガスセル１１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１１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。この光源２２としては、前述したような励起光を射出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。

光射出部２０から射出された励起光ＬＬは、励起光ＬＬの光軸方向Ｒ上のガスセル保持部材１２に形成された貫通孔１２ａに設けられている光学部品１４，１５を透過する。光学部品１４は、上述したようにλ／４波長板であり、光源２２から射出された直線偏光の励起光ＬＬを、円偏光（右偏光あるいは左偏光）に変換することができる。次に、光学部品１５は、減光フィルター（ＮＤフィルター）であり、ガスセル１１に入射する励起光ＬＬの強度を調整（減少）させることができ、光源２２の出力が大きい場合でも、ガスセル１１に入射する励起光ＬＬを所望の光量とすることができる。

光学部品１４によって励起光ＬＬが円偏光に変換されることによって、コイル１３の磁場によりガスセル１１内のアルカリ金属原子がゼーマン分裂した状態において、円偏光の励起光ＬＬがアルカリ金属原子に照射されると、励起光ＬＬとアルカリ金属原子との相互作用により、アルカリ金属原子がゼーマン分裂した複数の準位のうち、所望のエネルギー準位のアルカリ金属原子の数を他のエネルギー準位のアルカリ金属原子の数に対して相対的に多くすることができる。そのため、所望のＥＩＴ現象を発現する原子数が増大し、所望のＥＩＴ信号の強度が大きくなり、その結果、原子発振器１００の発振特性を向上させることができる。

なお、光源２２とガスセル１１との間には、波長板および減光フィルターの他に、レンズ、偏光板等の他の光学部品が配置されていてもよい。また、光源２２からの励起光ＬＬの強度によっては、光学部品１５を省略することができる。

ガスセル１１内を透過した励起光ＬＬ（共鳴光１、共鳴光２）は、光検出部３０により強度が検出される。励起光ＬＬの光検出部３０による検出結果は、制御部１１０（図１，２には図示されない）に備える励起光制御部１１１に入力され、光源２２から射出される共鳴光１、共鳴光２の周波数を光検出部３０の検出結果に基づいて制御する。より具体的には、励起光制御部１１１は、前述した光検出部３０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、光源２２から射出される共鳴光１、共鳴光２の周波数を制御する。また、励起光制御部１１１は、光源２２から射出される共鳴光１、共鳴光２の中心周波数を制御する。これにより、前述したようなＥＩＴ信号を検出することができる。そして、制御部１１０は、図示しない水晶発振器の信号をＥＩＴ信号に同期して出力させる。

制御部１１０には、温度制御部１１２、および磁場制御部１１３を備えている。温度制御部１１２には、図１，２には図示されないガスセル１１の温度を検出する温度センサー６１からの計測検出結果に基づいて、ヒーター６０への通電を制御し、ガスセル１１を所望の温度範囲内に維持する。磁場制御部１１３は、コイル１３が発生する磁場が一定となるように、コイル１３への通電を制御する。そして、このような制御部１１０は、例えば、原子発振器１００が実装される実装基板上に実装された電子回路装置（例えば、半導体装置）に設けられている。

図３に示す、制御部１１０に備える励起光制御部１１１から、光射出部２０の光源２２に励起光ＬＬを射出させる高周波信号が、高周波信号伝導線１１４によって伝達される。図６は、図３に示す高周波信号伝導線１１４と、光源２２と、の接続を模式的に示す概略断面図である。

図６に示すように、高周波信号伝導線１１４は、いわゆる同軸ケーブル８０によって構成されている。図６に示す高周波信号伝導線としての同軸ケーブル８０のＢ−Ｂ´部の断面を図７に示す。図７に示すように、同軸ケーブル８０は、高周波信号を伝達する導電芯線８０ａ，８０ｂ（以下、芯線８０ａ、芯線８０ｂ）が、絶縁材料からなる芯線被覆部８０ｃによって覆われ、芯線８０ａと、芯線８０ｂと、が電気的に絶縁されている。

芯線被覆部８０ｃの外周面を覆うように、導電材料によるシールド線８０ｄが配置される。シールド線８０ｄは、例えばアルミニウムの細線を網状に形成し、芯線被覆部８０ｃを覆う、あるいはアルミ箔によって芯線被覆部８０ｃを覆う、などの方法によって形成される。そしてシールド線８０ｄの外周には外部との絶縁と保護のための絶縁保護部８０ｅが被覆されている。絶縁保護部８０ｅは、電気的な絶縁性を備え、水分、油分、高低温、などの外部環境への耐性を備える柔軟性を有する材料で形成される。

図６に示すように、同軸ケーブル８０は図示しない励起光制御部１１１に接続され、図３に示す高周波信号伝導線１１４として、基板５０の光源収容体２１、およびガスセルユニット１０を収容する第１磁気遮蔽体４０などが配置される基板面５０ａに設置されたケーブル固定部９０に固着される。

同軸ケーブル８０のケーブル固定部９０での固定端部８０ｆは、芯線８０ａ，８０ｂが露出され、基体部２１ａの外部に形成された外部接続電極２１ｅ，２１ｆにそれぞれ電気的に接続される。外部接続電極２１ｅ，２１ｆは、光源収容体２１の内部に形成された内部配線によって内部接続電極２１ｇ，２１ｈに電気的に接続されている。更に、内部接続電極２１ｇ，２１ｈと、図示しない光源２２の電極と、がボンディングワイヤー２０ａ，２０ｂによって電気的に接続されている。これにより、同軸ケーブル８０の芯線８０ａ，８０ｂを通して励起光制御部１１１から出力された高周波信号が光源２２に入力され、所定の励起光ＬＬがガスセル１１に向けて出射される。

この時、励起光制御部１１１において生成された高周波信号の伝導経路である同軸ケーブル８０の芯線８０ａ，８０ｂから外部への高周波信号の漏れが生じることで、所定の高周波信号出力を光源２２に入力することが困難となる。そこで、同軸ケーブル８０は、シールド線８０ｄを備えることにより、高周波信号の外部への漏れの抑制、防止をすることができる。

しかし、光源収容体２１の基体部２１ａに形成された外部接続電極２１ｅ，２１ｆと、同軸ケーブル８０との電気的な接続においては、ケーブル固定部９０に固定される側の同軸ケーブル８０の固定端部８０ｆから外部接続電極２１ｅ，２１ｆまでの間、芯線８０ａ，８０ｂは同軸ケーブル８０から露出される。従って、固定端部８０ｆから外部接続電極２１ｅ，２１ｆまでの間の露出した芯線８０ａ，８０ｂからは高周波信号が、芯線８０ａ，８０ｂの露出部を収容する第２磁気遮蔽体７０の内部空間内に漏れる。加えて、外部接続電極２１ｅ，２１ｆから光源２２に至る各配線にも、高周波信号の遮蔽部材が配設されていない。

高周波信号の遮蔽部材が配設されていない領域が存在することにより、光源２２に入力される高周波信号が漏れることで、第２磁気遮蔽体７０の内部空間に、空間高周波の定在波ＳＷが生じる。この定在波ＳＷは、第２磁気遮蔽体７０の第２蓋体７１の内壁面の内、励起光ＬＬの出射方向とは反対方向における光源２２に最も近い第１壁面としての内壁面７１ａを起点とした空間高周波として発生する。そして、定在波ＳＷのエネルギーは光源２２に入力される高周波信号を減衰させるように作用し、励起光ＬＬの安定した出射を阻害してしまう虞があった。

上述の芯線８０ａ，８０ｂが露出される固定端部８０ｆから、励起光ＬＬの射出方向に沿って遮蔽部材を備えない光源配線、すなわち露出された芯線８０ａ，８０ｂと、外部接続電極２１ｅ，２１ｆと、内部接続電極２１ｇ，２１ｈと、外部接続電極２１ｅ，２１ｆと内部接続電極２１ｇ，２１ｈとを電気的に接続する内部配線と、ボンディングワイヤー２０ａ，２０ｂと、が存在する平面視での領域を領域Ｑ１（以下、光源配線領域Ｑ１という）と定義する。

ここで、上述の平面視とは、図６に示すＸ，Ｙ，Ｚ座標系において、Ｘ軸に交差する方向からの矢視を言い、本実施形態の説明では、Ｙ軸方向に沿った矢視を平面視としている。

定在波ＳＷにおいて、最大振幅Ｆｍａｘを示す位置を最大振幅点Ｐｂ（図示、×印点）、最少振幅点Ｐｓ（図示、●印点）とした場合、光源配線領域Ｑ１の領域内に最大振幅点Ｐｂが含まれないように、光源２２を配置する。これにより、光源２２に入力される高周波信号が遮蔽されていない領域、言い換えると空間高周波の影響を受けやすい光源配線領域Ｑ１に、空間高周波のエネルギーピーク領域が重ならず、安定した高出力の高周波信号を光源２２に入力させることができる。

更に、光源配線領域Ｑ１の領域に最少振幅点Ｐｓが含まれるように、光源２２を配置することがなお好ましい。これにより、光源２２に入力される高周波信号が遮蔽されていない、言い換えると空間高周波の影響を受けやすい光源配線領域Ｑ１には、空間高周波のエネルギーの最少領域となり、安定した高出力の高周波信号を光源２２に入力させることができる。

図８は、第２磁気遮蔽体７０の内部領域での同軸ケーブル８０の、その他の形態を示す断面図である。図８に示すように、第２磁気遮蔽体７０の外部にケーブル固定部９０が基板５０の基板面５０ａ上に配置され、同軸ケーブル８０が基板５０に対して固着される。そして、芯線８０ａ，８０ｂを内在する芯線被覆部８０ｃが第２磁気遮蔽体７０の内部に引き込まれる。第２磁気遮蔽体７０の内部には、第２磁気遮蔽体７０の内部に引き込まれた芯線被覆部８０ｃに近接させて、シールド部９１が配置される。

シールド部９１は、筒状に形成され、内部に芯線８０ａ，８０ｂを内在する芯線被覆部８０ｃが挿通される。シールド部９１は、第２磁気遮蔽体７０の内部に光源２２に入力される高周波信号の漏れをシールド部９１から外側へ漏れ出すことを遮蔽する機能を有する。従って、シールド部９１は、アルミニウム、銅、などの高周波の遮蔽性を有する材料によって形成される。

光源配線領域Ｑ１は、図示するようにシールド部９１の光源２２側の端部９１ａから、励起光ＬＬの射出方向に沿って遮蔽部材を備えない光源配線、すなわち露出された芯線８０ａ，８０ｂと、外部接続電極２１ｅ，２１ｆと、内部接続電極２１ｇ，２１ｈと、外部接続電極２１ｅ，２１ｆと内部接続電極２１ｇ，２１ｈとを電気的に接続する内部配線と、ボンディングワイヤー２０ａ，２０ｂと、が存在する平面視での領域となる。

そして光源配線領域Ｑ１の中に、空間高周波の定在波ＳＷの最大振幅点Ｐｂが含まれないように光源２２が配置されることが好ましい。これにより、光源２２に入力される高周波信号が遮蔽されていない、言い換えると空間高周波の影響を受けやすい光源配線領域Ｑ１に、空間高周波のエネルギーピーク領域が重ならず、安定した高出力の高周波信号を光源２２に入力させることができる。更には、光源配線領域Ｑ１の領域に最少振幅点Ｐｓが含まれるように、光源２２を配置することがなお好ましいい。これにより、光源２２に入力される高周波信号が遮蔽されていない、言い換えると空間高周波の影響を受けやすい光源配線領域Ｑ１には、空間高周波のエネルギーの最少領域となり、安定した高出力の高周波信号を光源２２に入力させることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態として、第１実施形態に係る原子発振器１００におけるガスセル１１と、空間高周波の定在波ＳＷとの関係を説明する。図９は、第１実施形態に係る原子発振器１００を用いて、定在波ＳＷとの関係を説明する断面図である。

図９に示すように、空間高周波の定在波ＳＷは、第２磁気遮蔽体７０の第２蓋体７１の内壁面の内、励起光ＬＬの出射方向とは反対方向における光源２２に最も近い第１壁面としての内壁面７１ａを起点とした空間高周波として発生する。定在波ＳＷのエネルギーはガスセル１１の内部空間Ｓに収容されている金属原子に照射される励起光ＬＬの強度を減衰させる虞があった。

ここで、ガスセル１１の内部空間Ｓにおける平面視での領域Ｑ２（以下、ガスセル空間領域Ｑ２という）と定義する。なお、平面視とは、図９に示すＸ，Ｙ，Ｚ座標系において、Ｘ軸に交差する方向からの矢視を言い、本実施形態の説明では、Ｙ軸方向に沿った矢視を平面視としている。

定在波ＳＷにおいて、最大振幅Ｆｍａｘを示す位置を最大振幅点Ｐｂ（図示、×印点）、最少振幅点Ｐｓ（図示、●印点）とした場合、ガスセル空間領域Ｑ２の領域内に最大振幅点Ｐｂが含まれないように、ガスセル１１を配置する。これにより、ガスセル１１の内部空間Ｓのガスセル空間領域Ｑ２の領域では、定在波ＳＷによる励起光ＬＬの強度への影響を抑制することができ、安定した発振性能を有する原子発振器１００を得ることができる。

更に、ガスセル空間領域Ｑ２の領域に最少振幅点Ｐｓが含まれるように、ガスセル１１を配置することがなお好ましいい。これにより、ガスセル１１の内部空間Ｓにおける励起光ＬＬの強度への影響をより低減させることができ、安定した発振性能を有する原子発振器１００を得ることができる。

図１０は、第２実施形態に係る原子発振器１００のその他の形態として、本実施形態に係るガスセル１１のガスセル空間領域Ｑ２と、定在波ＳＷの最大振幅点Ｐｂと、の関係に加え、第１実施形態に係る光源配線領域Ｑ１と、定在波ＳＷの最大振幅点Ｐｂと、の関係をも満足される形態を示す概略断面図である。

図１０に示すように、図９によって説明した本実施形態に係るガスセル１１のガスセル空間領域Ｑ２内に、定在波ＳＷの最大振幅点Ｐｂが含まれないガスセル１１の配置となる原子発振器１００である。これに加えて、図６によって説明した第１実施形態に係る光源配線領域Ｑ１内に、定在波ＳＷの最大振幅点Ｐｂが含まれないように、光源２２を配置する。

このように、光源配線領域Ｑ１と、ガスセル空間領域Ｑ２と、に、定在波ＳＷの最大振幅点Ｐｂが含まれないように光源２２と、ガスセル１１と、を配置することにより、光源２２に入力される高周波信号が遮蔽されていない領域、言い換えると空間高周波の影響を受けやすい光源配線領域Ｑ１に、空間高周波のエネルギーピーク領域が重ならず、安定した高出力の高周波信号を光源２２に入力させることができる。更に、ガスセル１１の内部空間Ｓにおける励起光ＬＬの強度への影響をより低減させることができ、安定した発振性能を有する原子発振器１００を得ることができる。

（第３実施形態）
図１１，１２は、第３実施形態に係る原子発振器２００を示し、図１１は正断面図、図１２は図１１におけるＣ−Ｃ´部の断面図である。第３実施形態に係る原子発振器２００は、第１実施形態、あるいは第２実施形態に係る原子発振器１００に対して、第２磁気遮蔽体７０の内部に誘電体が備えられている点で異なり、その他の構成要素は同じであるので、同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。

図１１、および図１２に示すように本実施形態に係る原子発振器２００は、第２磁気遮蔽体７０の内部に、光射出部２０と、第１磁気遮蔽体４０に収容されたガスセルユニット１０と、を備え、更に誘電体２１０が備えられている。

誘電体２１０は、例えばプラスチックあるいはセラミックなどが知られているが、特に限定は無く、第２磁気遮蔽体７０の内部に発生する空間高周波の定在波ＳＷの波長が短縮される物であればよい。また、本実施形態に係る誘電体２１０は、図１３に示す形態を有している。なお、図１３は誘電体２１０の外観斜視図であり、基板５０の基板面５０ａに配置された状態の誘電体２１０だけを描画した図である。図１３に示すように誘電体２１０は、基板５０の基板面５０ａに、例えば接着剤によって固定されている。そして、励起光ＬＬが通過できる切欠き２１０ａが形成されている。

誘電体２１０は、図１１，１２に示すように第２磁気遮蔽体７０の内部に収容され、本実施形態では、光射出部２０と、ガスセルユニット１０が収容された第１磁気遮蔽体４０と、の間に配置され、光源２２に入力される高周波信号によって発生する空間高周波の定在波ＳＷ（図６，８，９参照）の波長を、誘電体２１０の有する誘電性によって短縮させ、定在波ＳＷの波長を変換する。これにより、定在波ＳＷの最大振幅点Ｐｂの位置を変えることができ、光源２２あるいはガスセル１１の配置位置の自由度を高めることができる。

なお、図１４は、誘電体２１０のその他の形態の一例を示す外観斜視図である。図１４に示すように、誘電体２２０は、複数の誘電体２２０ａ，２２０ｂであってもよく、励起光ＬＬの光路を妨げず、第２磁気遮蔽体７０の内部に収容されていればよい。

（第４実施形態）
第４実施形態として、第１実施形態あるいは第２実施形態に係る原子発振器１００、もしくは第３実施形態に係る原子発振器２００のいずれかを備える電子機器の一例としてＧＰＳ衛星を利用した測位システムを説明する。図１５は、ＧＰＳ衛星を利用した測位システムに本発明に係る原子発振器を用いた場合の概略構成を示す図である。なお、本実施形態では第１実施形態に係る原子発振器１００を備える形態を説明する。

図１５に示す測位システム１０００は、ＧＰＳ衛星１１００と、基地局装置１２００と、ＧＰＳ受信装置１３００とで構成されている。ＧＰＳ衛星１１００は、測位情報（ＧＰＳ信号）を送信する。基地局装置１２００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１２０１を介してＧＰＳ衛星１１００からの測位情報を高精度に受信する受信装置１２０２と、この受信装置１２０２で受信した測位情報を、アンテナ１２０３を介して送信する送信装置１２０４とを備える。

ここで、受信装置１２０２は、その基準周波数発振源として前述した本発明に係る第１実施形態の原子発振器１００を備える電子装置である。このような受信装置１２０２は、優れた信頼性を有する。また、受信装置１２０２で受信された測位情報は、リアルタイムで送信装置１２０４により送信される。ＧＰＳ受信装置１３００は、ＧＰＳ衛星１１００からの測位情報を、アンテナ１３０１を介して受信する衛星受信部１３０２と、基地局装置１２００からの測位情報を、アンテナ１３０３を介して受信する基地局受信部１３０４とを備える。

（第５実施形態）
第５実施形態として、第１実施形態あるいは第２実施形態に係る原子発振器１００、もしくは第３実施形態に係る原子発振器２００のいずれかを備える電子機器の一例としてクロック伝送システムを説明する。図１６は、クロック伝送システムに本発明に係る原子発振器を用いた場合の概略構成を示す図である。なお、本実施形態では第１実施形態に係る原子発振器１００を備える形態を説明する。

図１６に示すクロック伝送システム２０００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２０００は、Ａ局（上位（Ｎ系））のクロック供給装置（ＣＳＭ：Ｃｌｏｃｋ Ｓｕｐｐｌｙ Ｍｏｄｕｌｅ）２００１およびＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）装置２００２と、Ｂ局（上位（Ｅ系））のクロック供給装置２００３およびＳＤＨ装置２００４と、Ｃ局（下位）のクロック供給装置２００５およびＳＤＨ装置２００６，２００７とを備える。クロック供給装置２００１は、原子発振器１００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２００１内の原子発振器１００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２００８，２００９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２００２は、クロック供給装置２００１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２００５に伝送する。クロック供給装置２００３は、原子発振器１００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２００３内の原子発振器１００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２００８，２００９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２００４は、クロック供給装置２００３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２００５に伝送する。クロック供給装置２００５は、クロック供給装置２００１，２００３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２００５は、通常、クロック供給装置２００１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２００５は、クロック供給装置２００３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２００６は、クロック供給装置２００５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２００７は、クロック供給装置２００５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。

（第６実施形態）
第６実施形態として、第１実施形態あるいは第２実施形態に係る原子発振器１００、もしくは第３実施形態に係る原子発振器２００のいずれかを備える移動体の一例として自動車を例に説明する。図１７は、移動体としての自動車に本発明に係る原子発振器を用いた場合の概略構成を示す斜視図である。なお、本実施形態では第１実施形態に係る原子発振器１００を備える形態を説明する。

図１７に示す移動体としての自動車３０００は、車体３００１と、４つの車輪３００２とを有しており、車体３００１に設けられた図示しない動力源によって車輪３００２を回転させるように構成されている。このような自動車３０００には、原子発振器１００が内蔵されている。そして、原子発振器１００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、本発明の原子発振器を組み込む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、デジタルスチールカメラ、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、本発明の原子発振器について、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く、例えば、前述した実施形態の各部の構成は、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。

１１…ガスセル、２０…光射出部、４０…第１磁気遮蔽体、５０…基板、７０…第２磁気遮蔽体、８０…同軸ケーブル、１００…原子発振器。

Claims (4)

1. 金属原子が封入されているガスセルと、
   高周波信号を生成する励起光制御部と、
   前記高周波信号が入力され、前記ガスセルに励起光を射出するレーザー光源と、
   前記ガスセルおよび前記レーザー光源を収容する収容体と、
   前記高周波信号を導通する芯線と、前記芯線から漏れる前記高周波信号を遮蔽するシールド部と、を有し、前記レーザー光源と前記励起光制御部とを電気的に接続する高周波信号伝導線と、
   前記芯線と、前記レーザー光源と、を電気的に接続する接続配線と、
   を含み、
   前記励起光の射出方向において、前記芯線の前記シールド部から露出する部分、および、前記接続配線が存在する領域を光源配線領域とし、
   前記射出方向と反対方向で、前記レーザー光源に最も近い前記収容体の内壁面を第１壁面とした場合に、
   前記高周波信号により発生する空間高周波の定在波は、前記第１壁面に起点を有し、
   前記射出方向において、前記光源配線領域は、前記定在波の最大振幅点を含まない、
   原子発振器。
2. 金属原子が封入されているガスセルと、
   高周波信号が入力され、前記ガスセルに励起光を射出するレーザー光源と、
   前記ガスセルと、前記レーザー光源と、を収容する収容体と、
   を含み、
   前記励起光の射出方向と反対方向で、前記レーザー光源に最も近い前記収容体の内壁面を第１壁面とした場合に、
   前記高周波信号により発生する空間高周波の定在波は、前記第１壁面に起点を有し、
   前記射出方向において、前記ガスセルの前記金属原子が封入される収容部は、前記定在波の最大振幅点を含まない、
   原子発振器。
3. 前記射出方向において、前記ガスセルの前記金属原子が封入される収容部は、前記定在波の最大振幅点を含まない、
   請求項１に記載の原子発振器。
4. 前記レーザー光源と前記ガスセルとの間に配置された波長変換用の誘電体を含む、
   請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の原子発振器。

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