JP7017066B2 - Atomic oscillator and frequency signal generation system - Google Patents

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Description

本発明は、原子発振器、および周波数信号生成システムに関する。 The present invention relates to an atomic oscillator and a frequency signal generation system.

長期的に高精度な発振特性を有する発振器として、ルビジウム、セシウム等のアルカリ金属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。 As an oscillator having high-precision oscillation characteristics over a long period of time, an atomic oscillator that oscillates based on the energy transition of alkali metal atoms such as rubidium and cesium is known.

例えば特許文献1には、アルカリ金属原子が封入されているガスセルを含むガスセルユニットと、ガスセルに励起光を出射する光源を含む光出射部と、を備えた原子発振器が記載されており、ガスセルユニットおよび光出射部は、基板を介して、パーマロイ等からなる外殻遮蔽体の底部に配置されている。 For example, Patent Document 1 describes an atomic oscillator including a gas cell unit including a gas cell in which an alkali metal atom is enclosed, and a light emitting unit including a light source that emits excitation light to the gas cell. The light emitting portion and the light emitting portion are arranged at the bottom of the outer shell shield made of permalloy or the like via the substrate.

特開2017-59865号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-59865

一般的に、原子発振器では、光源と原子セルとは、異なる温度に制御される必要がある。しかしながら、特許文献1に記載された原子発振器では、外殻遮蔽体の底部を介して、光源の温度を制御する温度素子の熱が原子セルに伝わったり、原子セルの温度を制御する温度素子の熱が光源に伝わったりする可能性がある。そのため、光源の温度および原子セルの温度が不安定になることがあり、周波数安定度が悪化する可能性がある。 Generally, in an atomic oscillator, the light source and the atomic cell need to be controlled to different temperatures. However, in the atomic oscillator described in Patent Document 1, the heat of the temperature element that controls the temperature of the light source is transferred to the atomic cell through the bottom of the outer shell shield, or the temperature of the temperature element that controls the temperature of the atomic cell is controlled. Heat may be transferred to the light source. Therefore, the temperature of the light source and the temperature of the atomic cell may become unstable, and the frequency stability may deteriorate.

本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、光源の温度および原子セルの温度が不安定になることを抑えることができる原子発振器を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、光源の温度および原子セルの温度が不安定になることを抑えることができる周波数信号生成システムを提供することにある。 One of the objects according to some aspects of the present invention is to provide an atomic oscillator capable of suppressing the instability of the temperature of the light source and the temperature of the atomic cell. Further, one of the objects according to some aspects of the present invention is to provide a frequency signal generation system capable of suppressing instability of the temperature of a light source and the temperature of an atomic cell.

本発明は前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、以下の態様または適用例として実現することができる。 The present invention has been made to solve at least a part of the above-mentioned problems, and can be realized as the following aspects or application examples.

[適用例1]
本適用例に係る原子発振器は、光を出射する光源と、前記光源を第1の温度に制御する第1温度制御素子と、を有する光源ユニットと、アルカリ金属原子が収容され、前記光源から出射された光が入射する原子セルと、前記原子セルを前記第1の温度とは異なる第2の温度に制御する第2温度制御素子と、を有する原子セルユニットと、前記光源ユニットと前記原子セルユニットとを収容し、第1面と、前記第1面とは異なる第2面と、を有する容器と、を含み、前記光源ユニットと前記第1面とは、接続され、前記光源ユニットと前記第2面との間には、空隙があり、前記原子セルユニットと前記第2面とは、接続され、前記原子セルユニットと前記第1面との間には、空隙がある。
[Application Example 1]
The atomic oscillator according to this application example contains a light source unit having a light source that emits light, a first temperature control element that controls the light source to a first temperature, and an alkali metal atom, and emits light from the light source. An atomic cell unit having an atomic cell to which the light is incident, a second temperature control element for controlling the atomic cell to a second temperature different from the first temperature, a light source unit, and the atomic cell. Containing the unit, including a container having a first surface and a second surface different from the first surface, the light source unit and the first surface are connected, and the light source unit and the said. There is a gap between the second surface, the atomic cell unit and the second surface are connected, and there is a gap between the atomic cell unit and the first surface.

本適用例に係る原子発振器では、光源ユニットと第1面とは、接続され、光源ユニットと第2面との間には、空隙があり、原子セルユニットと第2面とは、接続され、原子セルユニットと第1面との間には、空隙がある。そのため、本適用例に係る原子発振器では、光源ユニットおよび原子セルユニットが容器の同じ面に接続されている場合に比べて、容
器を介して、光源ユニットの熱(第1温度制御素子の熱)が原子セルに伝わったり、原子セルユニットの熱(第2温度制御素子の熱)が光源に伝わったりすることを抑えることができる。したがって、本適用例に係る原子発振器では、光源の温度および原子セルの温度が不安定になることを抑えることができる。
In the atomic oscillator according to this application example, the light source unit and the first surface are connected, there is a gap between the light source unit and the second surface, and the atomic cell unit and the second surface are connected. There is a void between the atomic cell unit and the first surface. Therefore, in the atomic oscillator according to this application example, the heat of the light source unit (heat of the first temperature control element) is higher than the case where the light source unit and the atomic cell unit are connected to the same surface of the container. Can be suppressed from being transferred to the atomic cell or the heat of the atomic cell unit (heat of the second temperature control element) being transferred to the light source. Therefore, in the atomic oscillator according to this application example, it is possible to suppress the instability of the temperature of the light source and the temperature of the atomic cell.

[適用例2]
本適用例に係る原子発振器において、前記第1面と前記第2面とは、対向していてもよい。
[Application example 2]
In the atomic oscillator according to this application example, the first surface and the second surface may face each other.

本適用例に係る原子発振器では、第1面と第2面とは、対向しているため、光源ユニットの熱および原子セルユニットの熱を、互いに反対方向に伝えることができ、光源ユニットの熱が原子セルに伝わったり、原子セルユニットの熱が光源に伝わったりすることを、より確実に抑えることができる。 In the atomic oscillator according to this application example, since the first surface and the second surface face each other, the heat of the light source unit and the heat of the atomic cell unit can be transferred in opposite directions, and the heat of the light source unit can be transferred. Can be more reliably suppressed from being transferred to the atomic cell or the heat of the atomic cell unit being transmitted to the light source.

[適用例3]
本適用例に係る原子発振器において、前記容器は、前記第1面を有する第1部材と、前記第2面を有する、前記第1部材とは別体の第2部材と、を含んでもよい。
[Application example 3]
In the atomic oscillator according to the present application example, the container may include a first member having the first surface and a second member having the second surface and separate from the first member.

本適用例に係る原子発振器では、容器は、第1面を有する第1部材と、第2面を有する第2部材と、を有するため、第1面と第2面との間で熱を伝わり難くすることができる。そのため、本適用例に係る原子発振器では、光源ユニットの熱が原子セルに伝わったり、原子セルユニットの熱が光源に伝わったりすることを、より確実に抑えることができる。 In the atomic oscillator according to this application example, since the container has a first member having a first surface and a second member having a second surface, heat is transferred between the first surface and the second surface. It can be difficult. Therefore, in the atomic oscillator according to the present application example, it is possible to more reliably suppress the heat of the light source unit from being transferred to the atomic cell and the heat of the atomic cell unit from being transferred to the light source.

[適用例4]
本適用例に係る原子発振器において、前記第1部材と前記第2部材との間に、前記第1部材の熱伝導率および前記第2部材の熱伝導率よりも熱伝導率が低い第3部材を含んでもよい。
[Application example 4]
In the atomic oscillator according to this application example, a third member having a thermal conductivity lower than the thermal conductivity of the first member and the thermal conductivity of the second member between the first member and the second member. May include.

本適用例に係る原子発振器では、第1部材と第2部材との間に、第1部材および第2部材の熱伝導率よりも熱伝導率が低い第3部材を含むため、第1部材と第2部材との間で熱を伝わり難くすることができる。そのため、本適用例に係る原子発振器では、光源ユニットの熱が原子セルに伝わったり、原子セルユニットの熱が光源に伝わったりすることを、より確実に抑えることができる。 In the atomic oscillator according to this application example, since the first member and the second member include a third member having a thermal conductivity lower than that of the first member and the second member, the first member and the second member It is possible to make it difficult for heat to be transferred to and from the second member. Therefore, in the atomic oscillator according to the present application example, it is possible to more reliably suppress the heat of the light source unit from being transferred to the atomic cell and the heat of the atomic cell unit from being transferred to the light source.

[適用例5]
本適用例に係る原子発振器において、前記光源ユニットと前記原子セルユニットとが配置される基板を含み、前記光源ユニットと前記原子セルユニットとの間の、前記基板を介する経路の熱抵抗は、前記光源ユニットと前記第1面との間の熱抵抗、および前記原子セルユニットと前記第2面との間の熱抵抗よりも高くてもよい。
[Application Example 5]
In the atomic oscillator according to this application example, the thermal resistance of the path through the substrate between the light source unit and the atomic cell unit includes the substrate on which the light source unit and the atomic cell unit are arranged. It may be higher than the thermal resistance between the light source unit and the first surface and the thermal resistance between the atomic cell unit and the second surface.

本適用例に係る原子発振器では、光源ユニットと原子セルユニットとの間の、基板を介する経路の熱抵抗は、光源ユニットと第1面との間の熱抵抗、および原子セルユニットと第2面との間の熱抵抗よりも高いため、基板を介して、光源ユニットの熱が原子セルに伝わったり、原子セルユニットの熱が光源に伝わったりすることを抑えることができる。 In the atomic oscillator according to this application example, the thermal resistance of the path between the light source unit and the atomic cell unit via the substrate is the thermal resistance between the light source unit and the first surface, and the atomic cell unit and the second surface. Since it is higher than the thermal resistance between the two, it is possible to suppress the heat of the light source unit from being transferred to the atomic cell and the heat of the atomic cell unit from being transferred to the light source through the substrate.

[適用例6]
本適用例に係る原子発振器において、前記基板は、前記第1面に配置され、前記基板と前記第1面との間には、伝熱部材が配置されていてもよい。
[Application example 6]
In the atomic oscillator according to this application example, the substrate may be arranged on the first surface, and a heat transfer member may be arranged between the substrate and the first surface.

本適用例に係る原子発振器では、基板と第1面との間には、伝熱部材が配置されている
ため、基板と、第1面を有する容器と、の間で、熱を伝え易くすることができる。
In the atomic oscillator according to this application example, since the heat transfer member is arranged between the substrate and the first surface, it is easy to transfer heat between the substrate and the container having the first surface. be able to.

[適用例7]
本適用例に係る原子発振器において、前記原子セルユニットは、前記原子セルを収容する原子セル容器を有し、前記原子セル容器と前記基板との間には、断熱部材が配置されていてもよい。
[Application 7]
In the atomic oscillator according to the present application example, the atomic cell unit has an atomic cell container for accommodating the atomic cell, and a heat insulating member may be arranged between the atomic cell container and the substrate. ..

本適用例に係る原子発振器では、原子セル容器と基板との間には、断熱部材が配置されているため、原子セル容器と支持部材との間で、熱を伝え難くすることができる。そのため、本適用例に係る原子発振器では、光源ユニットの熱が原子セルに伝わったり、原子セルユニットの熱が光源に伝わったりすることを、より確実に抑制することができる。 In the atomic oscillator according to this application example, since the heat insulating member is arranged between the atomic cell container and the substrate, it is possible to make it difficult to transfer heat between the atomic cell container and the support member. Therefore, in the atomic oscillator according to the present application example, it is possible to more reliably suppress the heat of the light source unit from being transferred to the atomic cell and the heat of the atomic cell unit from being transferred to the light source.

[適用例8]
本適用例に係る原子発振器において、前記光源ユニットと前記容器とは、前記第1面のみで接続され、前記原子セルユニットと前記容器とは、前記第2面のみで接続されていてもよい。
[Application Example 8]
In the atomic oscillator according to this application example, the light source unit and the container may be connected only on the first surface, and the atomic cell unit and the container may be connected only on the second surface.

本適用例に係る原子発振器では、光源ユニットと容器とは、第1面のみで接続され、原子セルユニットと容器とは、第2面のみで接続されているため、光源ユニットまたは原子セルユニットと容器とが他の面でも接続される場合と比較して、容器を介して、光源ユニットの熱が原子セルに伝わったり、原子セルユニットの熱が光源に伝わったりすることを、より確実に抑えることができる。 In the atomic oscillator according to this application example, the light source unit and the container are connected only on the first surface, and the atomic cell unit and the container are connected only on the second surface. Compared to the case where the container is connected to other surfaces, it is more reliable to prevent the heat of the light source unit from being transferred to the atomic cell and the heat of the atomic cell unit from being transferred to the light source through the container. be able to.

[適用例9]
本適用例に係る周波数信号生成システムは、原子発振器を含む周波数信号生成システムであって、前記原子発振器は、光を出射する光源と、前記光源を第1の温度に制御する第1温度制御素子と、を有する光源ユニットと、アルカリ金属原子が収容され、前記光源から出射された光が入射する原子セルと、前記原子セルを前記第1の温度とは異なる第2の温度に制御する第2温度制御素子と、を有する原子セルユニットと、前記光源ユニットと前記原子セルユニットとを収容し、第1面と、前記第1面とは異なる第2面と、を有する容器と、を含み、前記光源ユニットと前記第1面とは、接続され、前記光源ユニットと前記第2面との間には、空隙があり、前記原子セルユニットと前記第2面とは、接続され、前記原子セルユニットと前記第1面との間には、空隙がある。
[Application 9]
The frequency signal generation system according to this application example is a frequency signal generation system including an atomic oscillator, wherein the atomic oscillator includes a light source that emits light and a first temperature control element that controls the light source to a first temperature. A light source unit having a A container comprising an atomic cell unit having a temperature control element, a light source unit, and a container containing the atomic cell unit and having a first surface and a second surface different from the first surface. The light source unit and the first surface are connected, there is a gap between the light source unit and the second surface, and the atomic cell unit and the second surface are connected and the atomic cell is connected. There is a gap between the unit and the first surface.

本適用例に係る周波数信号生成システムでは、光源ユニットと第1面とは、接続され、光源ユニットと第2面との間には、空隙があり、原子セルユニットと第2面とは、接続され、原子セルユニットと第1面との間には、空隙がある。そのため、本適用例に係る周波数信号生成システムでは、光源の温度および原子セルの温度が不安定になることを抑えることができる。 In the frequency signal generation system according to this application example, the light source unit and the first surface are connected, there is a gap between the light source unit and the second surface, and the atomic cell unit and the second surface are connected. There is a void between the atomic cell unit and the first surface. Therefore, in the frequency signal generation system according to this application example, it is possible to suppress the instability of the temperature of the light source and the temperature of the atomic cell.

実施形態に係る原子発振器を示す概略図。The schematic diagram which shows the atomic oscillator which concerns on embodiment. 実施形態に係る原子発振器を模式的に示す断面図。The cross-sectional view which shows typically the atomic oscillator which concerns on embodiment. 実施形態に係る原子発振器を模式的に示す断面図。The cross-sectional view which shows typically the atomic oscillator which concerns on embodiment. 実施形態に係る原子発振器の原子セルユニットを模式的に示す断面図。The cross-sectional view which shows typically the atomic cell unit of the atomic oscillator which concerns on embodiment. 実施形態に係る原子発振器を模式的に示す斜視図。The perspective view which shows typically the atomic oscillator which concerns on embodiment. 実施形態に係る原子発振器を模式的に示す斜視図。The perspective view which shows typically the atomic oscillator which concerns on embodiment. 実施形態に係る原子発振器の第1位置決め部材を模式的に示す斜視図。The perspective view which shows typically the 1st positioning member of the atomic oscillator which concerns on embodiment. 実施形態に係る原子発振器の第1位置決め部材を模式的に示す平面図。The plan view which shows typically the 1st positioning member of the atomic oscillator which concerns on embodiment. 実施形態に係る原子発振器を模式的に示す斜視図。The perspective view which shows typically the atomic oscillator which concerns on embodiment. 実施形態に係る原子発振器を模式的に示す斜視図。The perspective view which shows typically the atomic oscillator which concerns on embodiment. 実施形態に係る原子発振器の支持部材を模式的に示す斜視図。The perspective view which shows typically the support member of the atomic oscillator which concerns on embodiment. 実施形態に係る原子発振器を模式的に示す断面図。The cross-sectional view which shows typically the atomic oscillator which concerns on embodiment. 支持部材に対する原子セルの位置決めについて説明するための図。The figure for demonstrating the positioning of an atomic cell with respect to a support member. 実施形態の第1変形例に係る原子発振器を模式的に示す断面図。FIG. 5 is a sectional view schematically showing an atomic oscillator according to a first modification of the embodiment. 実施形態の第2変形例に係る原子発振器を模式的に示す断面図。FIG. 5 is a sectional view schematically showing an atomic oscillator according to a second modification of the embodiment. 実施形態の第3変形例に係る原子発振器を模式的に示す断面図。FIG. 5 is a sectional view schematically showing an atomic oscillator according to a third modification of the embodiment. 実施形態の第4変形例に係る原子発振器を模式的に示す断面図。FIG. 5 is a sectional view schematically showing an atomic oscillator according to a fourth modification of the embodiment. 実施形態の第5変形例に係る原子発振器を模式的に示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an atomic oscillator according to a fifth modification of the embodiment. 実施形態の第6変形例に係る原子発振器を模式的に示す断面図。FIG. 5 is a sectional view schematically showing an atomic oscillator according to a sixth modification of the embodiment. 実施形態の第7変形例に係る原子発振器を模式的に示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an atomic oscillator according to a seventh modification of the embodiment. 実施形態に係る周波数信号生成システムを示す概略構成図。The schematic block diagram which shows the frequency signal generation system which concerns on embodiment.

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below do not unreasonably limit the content of the present invention described in the claims. Moreover, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.

1. 原子発振器
1.1. 概略
まず、本実施形態に係る原子発振器について、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る原子発振器10を示す概略図である。
1. 1. Atomic oscillator 1.1. Outline First, the atomic oscillator according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing an atomic oscillator 10 according to the present embodiment.

原子発振器10は、アルカリ金属原子に対して特定の異なる波長の2つの共鳴光を同時に照射したときに当該2つの共鳴光がアルカリ金属原子に吸収されずに透過する現象が生じる量子干渉効果(CPT:Coherent Population Trapping)を利用した原子発振器である。なお、この量子干渉効果による現象は、電磁誘起透明化(EIT:Electromagnetically Induced Transparency)現象とも言う。また、本発明に係る原子発振器は、光およびマイクロ波による二重共鳴現象を利用した原子発振器であってもよい。 When the atomic oscillator 10 simultaneously irradiates an alkali metal atom with two resonance lights having specific different wavelengths, the quantum interference effect (CPT) causes a phenomenon in which the two resonance lights are transmitted without being absorbed by the alkali metal atoms. : Coherent Population Trapping) is an atomic oscillator. The phenomenon due to this quantum interference effect is also referred to as an electromagnetically induced transparency (EIT) phenomenon. Further, the atomic clock according to the present invention may be an atomic clock utilizing a double resonance phenomenon caused by light and microwave.

原子発振器10は、図1に示すように、光源ユニット100と、光学系ユニット200と、原子セルユニット300と、光源ユニット100および原子セルユニット300を制御する制御ユニット500と、を含む。以下、まず、原子発振器10の概略について説明する。 As shown in FIG. 1, the atomic oscillator 10 includes a light source unit 100, an optical system unit 200, an atomic cell unit 300, and a control unit 500 that controls the light source unit 100 and the atomic cell unit 300. Hereinafter, first, the outline of the atomic oscillator 10 will be described.

光源ユニット100は、ペルチェ素子110と、光源120と、温度センサー130と、を有している。 The light source unit 100 includes a Pelche element 110, a light source 120, and a temperature sensor 130.

光源120は、周波数の異なる2種の光を含んでいる直線偏光の光LLを出射する。光源120は、垂直共振器面発光レーザー(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser)などの発光素子である。温度センサー130は、光源120の温度を検出する。ペルチェ素子110は、光源120の温度を第1の温度に制御する第1温度制御素子である。具体的には、ペルチェ素子110は、光源120を加温または冷却する。第1の温度は、例えば、25℃以上35℃以下である。 The light source 120 emits linearly polarized light LL containing two types of light having different frequencies. The light source 120 is a light emitting element such as a Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL). The temperature sensor 130 detects the temperature of the light source 120. The Pelche element 110 is a first temperature control element that controls the temperature of the light source 120 to the first temperature. Specifically, the Pelche element 110 heats or cools the light source 120. The first temperature is, for example, 25 ° C. or higher and 35 ° C. or lower.

光学系ユニット200は、光源ユニット100と原子セルユニット300との間に配置されている。光学系ユニット200は、減光フィルター210と、レンズ220と、1/4波長板230と、を有している。 The optical system unit 200 is arranged between the light source unit 100 and the atomic cell unit 300. The optical system unit 200 includes a neutral density filter 210, a lens 220, and a quarter wave plate 230.

減光フィルター210は、光源120から出射された光LLの強度を減少させる。レンズ220は、光LLの放射角度を調整する。具体的には、レンズ220は、光LLを平行光にする。1/4波長板230は、光LLに含まれる周波数の異なる2種の光を、直線偏光から円偏光に変換する。 The neutral density filter 210 reduces the intensity of the light LL emitted from the light source 120. The lens 220 adjusts the emission angle of the light LL. Specifically, the lens 220 makes the light LL parallel light. The 1/4 wave plate 230 converts two types of light contained in the light LL having different frequencies from linearly polarized light to circularly polarized light.

原子セルユニット300は、原子セル310と、受光素子320と、ヒーターユニット380と、温度センサー322と、コイル324と、を有している。 The atomic cell unit 300 includes an atomic cell 310, a light receiving element 320, a heater unit 380, a temperature sensor 322, and a coil 324.

原子セル310は、光源120から出射される光LLを透過する。原子セル310には、アルカリ金属原子が収容されている。アルカリ金属原子は、互いに異なる2つの基底準位と励起準位とからなる3準位系のエネルギー準位を有する。原子セル310には、光源120から出射された光LLが減光フィルター210、レンズ220、および1/4波長板230を介して入射する。 The atomic cell 310 transmits the light LL emitted from the light source 120. The atomic cell 310 contains an alkali metal atom. The alkali metal atom has an energy level of a three-level system consisting of two different ground levels and an excitation level. The light LL emitted from the light source 120 is incident on the atomic cell 310 through the neutral density filter 210, the lens 220, and the quarter wave plate 230.

受光素子320は、原子セル310を通過した光LLを受光し、検出する。受光素子320は、例えば、フォトダイオードである。 The light receiving element 320 receives and detects the light LL that has passed through the atomic cell 310. The light receiving element 320 is, for example, a photodiode.

ヒーターユニット380は、原子セル310を、第1の温度とは異なる第2の温度に制御する第2温度制御素子である。ヒーターユニット380は、原子セル310に収容されたアルカリ金属原子を加熱し、アルカリ金属原子の少なくとも一部をガス状態にする。第2の温度は、例えば、60℃以上70℃以下である。 The heater unit 380 is a second temperature control element that controls the atomic cell 310 to a second temperature different from the first temperature. The heater unit 380 heats the alkali metal atoms contained in the atomic cell 310 and puts at least a part of the alkali metal atoms into a gas state. The second temperature is, for example, 60 ° C. or higher and 70 ° C. or lower.

温度センサー322は、原子セル310の温度を検出する。コイル324は、原子セル310に収容されたアルカリ金属原子に所定方向の磁場を印加し、アルカリ金属原子のエネルギー準位をゼーマン分裂させる。 The temperature sensor 322 detects the temperature of the atomic cell 310. The coil 324 applies a magnetic field in a predetermined direction to the alkali metal atom contained in the atomic cell 310, and causes the energy level of the alkali metal atom to undergo Zeeman splitting.

アルカリ金属原子がゼーマン分裂した状態において、円偏光した共鳴光対がアルカリ金属原子に照射されると、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なる。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信号が大きくなる。その結果、原子発振器10の発振特性を向上させることができる。 When the alkali metal atom is irradiated with a circularly polarized resonance light pair in a state where the alkali metal atom is Zeeman split, the alkali metal atom of the desired energy level among the multiple levels in which the alkali metal atom is Zeeman split is The number is relatively large relative to the number of alkali metal atoms at other energy levels. Therefore, the number of atoms expressing the desired EIT phenomenon increases, and the desired EIT signal becomes large. As a result, the oscillation characteristics of the atomic oscillator 10 can be improved.

制御ユニット500は、温度制御部510と、光源制御部520と、磁場制御部530と、温度制御部540と、を有している。 The control unit 500 includes a temperature control unit 510, a light source control unit 520, a magnetic field control unit 530, and a temperature control unit 540.

温度制御部510は、温度センサー322の検出結果に基づいて、原子セル310の内部が所望の温度となるように、ヒーターユニット380への通電を制御する。磁場制御部530は、コイル324が発生する磁場が一定となるように、コイル324への通電を制御する。温度制御部540は、温度センサー130の検出結果に基づいて、光源120の温度が所望の温度となるように、ペルチェ素子110への通電を制御する。 The temperature control unit 510 controls the energization of the heater unit 380 so that the inside of the atomic cell 310 has a desired temperature based on the detection result of the temperature sensor 322. The magnetic field control unit 530 controls the energization of the coil 324 so that the magnetic field generated by the coil 324 is constant. The temperature control unit 540 controls the energization of the Pelche element 110 so that the temperature of the light source 120 becomes a desired temperature based on the detection result of the temperature sensor 130.

光源制御部520は、受光素子320の検出結果に基づいて、EIT現象が生じるように、光源120から出射された光LLに含まれる2種の光の周波数を制御する。ここで、これら2種の光が原子セル310に収容されたアルカリ金属原子の2つの基底準位間のエネルギー差に相当する周波数差の共鳴光対となったとき、EIT現象が生じる。光源制御部520は、2種の光の周波数の制御に同期して安定化するように発振周波数が制御される電圧制御型発振器(図示せず)を備えており、この電圧制御型発振器(VCO:Voltage Controlled Oscillator)の出力信号を原子発振器10の出力信号(クロック信号)として出力する。 The light source control unit 520 controls the frequencies of two types of light contained in the light LL emitted from the light source 120 so that the EIT phenomenon occurs based on the detection result of the light receiving element 320. Here, the EIT phenomenon occurs when these two types of light become a resonance light pair having a frequency difference corresponding to the energy difference between the two base levels of the alkali metal atom contained in the atomic cell 310. The light source control unit 520 includes a voltage-controlled oscillator (not shown) whose oscillation frequency is controlled so as to stabilize in synchronization with the control of the frequencies of two types of light, and this voltage-controlled oscillator (VCO). : Voltage Controlled Oscillator) is output as an output signal (clock signal) of the atomic oscillator 10.

1.2. 具体的な構成
次に、原子発振器10の具体的な構成について説明する。図2および図3は、原子発振器10を模式的に示す断面図である。なお、図2は、図3のII-II線断面図である。また、図2,3、後述する図4~図13、および後述する図19,20では、互いに直交する3軸として、X軸、Y軸、およびZ軸を図示している。
1.2. Specific Configuration Next, a specific configuration of the atomic oscillator 10 will be described. 2 and 3 are cross-sectional views schematically showing the atomic oscillator 10. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. Further, in FIGS. 2 and 3, FIGS. 4 to 13 described later, and FIGS. 19 and 20 described later, the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis are shown as three axes orthogonal to each other.

原子発振器10は、図2および図3に示すように、光源ユニット100と、光学系ユニット200と、原子セルユニット300と、支持部材(基板)400と、制御ユニット500と、外容器600と、を含む。 As shown in FIGS. 2 and 3, the atomic oscillator 10 includes a light source unit 100, an optical system unit 200, an atomic cell unit 300, a support member (board) 400, a control unit 500, an outer container 600, and the like. including.

ここで、Z軸は、外基部610の第1外容器面612の垂線Pに沿う軸であり、+Z軸方向は、外基部610の第1外容器面612から第1外容器面612上に配置されている部品へ向かう方向である。X軸は、光源ユニット100から出射される光LLに沿う軸であり、+X軸方向は、光LLの進む方向である。Y軸は、X軸およびZ軸に垂直な軸であり、+Y軸方向は、+Z軸方向を上、+X軸方向を右に向けた時に、手前から奥へ向かう方向である。 Here, the Z axis is an axis along the perpendicular line P of the first outer container surface 612 of the outer base portion 610, and the + Z axis direction is from the first outer container surface 612 of the outer base portion 610 to the first outer container surface 612. The direction is toward the placed parts. The X-axis is an axis along the light LL emitted from the light source unit 100, and the + X-axis direction is the direction in which the light LL travels. The Y-axis is an axis perpendicular to the X-axis and the Z-axis, and the + Y-axis direction is a direction from the front to the back when the + Z-axis direction is upward and the + X-axis direction is directed to the right.

光源ユニット100は、支持部材400に配置されている。光源ユニット100は、ペルチェ素子110と、光源120と、温度センサー130と、これらを収容している光源容器140と、光源容器140が配置される光源基板150と、を有している。光源基板150は、例えば、ねじ(図示せず)によって支持部材400に固定されている。ペルチェ素子110、光源120、および温度センサー130は、制御ユニット500と電気的に接続されている。 The light source unit 100 is arranged on the support member 400. The light source unit 100 includes a Pelche element 110, a light source 120, a temperature sensor 130, a light source container 140 accommodating these, and a light source substrate 150 in which the light source container 140 is arranged. The light source substrate 150 is fixed to the support member 400 by, for example, a screw (not shown). The Pelche element 110, the light source 120, and the temperature sensor 130 are electrically connected to the control unit 500.

光学系ユニット200は、支持部材400に配置されている。光学系ユニット200は、減光フィルター210と、レンズ220と、1/4波長板230と、これらを保持しているホルダー240と、を有している。ホルダー240は、例えば、ねじ(図示せず)によって支持部材400に固定されている。 The optical system unit 200 is arranged on the support member 400. The optical system unit 200 includes a neutral density filter 210, a lens 220, a quarter wave plate 230, and a holder 240 that holds them. The holder 240 is fixed to the support member 400 by, for example, a screw (not shown).

ホルダー240には、貫通孔250が設けられている。貫通孔250は、光LLの通過領域である。貫通孔250には、減光フィルター210、レンズ220、および1/4波長板230が光源ユニット100側からこの順で配置されている。 The holder 240 is provided with a through hole 250. The through hole 250 is a passage region for light LL. A neutral density filter 210, a lens 220, and a quarter wave plate 230 are arranged in the through hole 250 in this order from the light source unit 100 side.

ここで、図4は、原子セルユニット300を模式的に示す断面図である。原子セルユニット300は、図2~図4に示すように、原子セル310と、受光素子320と、第1保持部材330と、ねじ331と、第2保持部材332と、第1原子セル容器340と、第1位置決め部材350と、第2位置決め部材360と、スペーサー369と、第2原子セル容器370と、ヒーターユニット380と、ペルチェ素子390と、を含む。 Here, FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the atomic cell unit 300. As shown in FIGS. 2 to 4, the atomic cell unit 300 includes an atomic cell 310, a light receiving element 320, a first holding member 330, a screw 331, a second holding member 332, and a first atomic cell container 340. A first positioning member 350, a second positioning member 360, a spacer 369, a second atomic cell container 370, a heater unit 380, and a Pelche element 390.

原子セル310には、気体のルビジウム、セシウム、ナトリウム等のアルカリ金属が収容されている。原子セル310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原子とともに収容されていてもよい。 The atomic cell 310 contains gaseous alkali metals such as rubidium, cesium, and sodium. If necessary, the atomic cell 310 may contain a rare gas such as argon or neon, or an inert gas such as nitrogen as a buffer gas together with the alkali metal atom.

原子セル310には、光源120から出射された光LLが入射する。原子セル310の壁部の材質は、例えば、ガラスなどである。原子セル310の壁部は、原子セル310の内部空間を規定している。原子セル310の内部空間は、図4に示すように、第1空間312と、第2空間314と、連通孔316と、を含む。 The light LL emitted from the light source 120 is incident on the atomic cell 310. The material of the wall portion of the atomic cell 310 is, for example, glass. The wall portion of the atomic cell 310 defines the internal space of the atomic cell 310. As shown in FIG. 4, the internal space of the atomic cell 310 includes a first space 312, a second space 314, and a communication hole 316.

第1空間312は、例えば、アルカリ金属原子の飽和蒸気圧となっている。光源120
から出射された光LLは、第1空間312を通過する。第2空間314は、連通孔316を介して、第1空間312と連通している。第2空間314の体積は、例えば、第1空間312の体積よりも小さい。第2空間314は、第1空間312よりも低温となるように温度調整される。そのため、第2空間314には、例えば、液体のアルカリ金属原子が存在する。これにより、第1空間312の気体のアルカリ金属原子が原子セル310の壁部との反応等により減少した場合、液体のアルカリ金属原子が気化して、第1空間312における気体のアルカリ金属原子の濃度を一定に保つことができる。
The first space 312 is, for example, a saturated vapor pressure of an alkali metal atom. Light source 120
The light LL emitted from the first space 312 passes through the first space 312. The second space 314 communicates with the first space 312 via the communication hole 316. The volume of the second space 314 is, for example, smaller than the volume of the first space 312. The temperature of the second space 314 is adjusted to be lower than that of the first space 312. Therefore, for example, a liquid alkali metal atom exists in the second space 314. As a result, when the gaseous alkali metal atom in the first space 312 is reduced due to the reaction with the wall portion of the atomic cell 310 or the like, the liquid alkali metal atom is vaporized and the gaseous alkali metal atom in the first space 312 is vaporized. The concentration can be kept constant.

受光素子320は、原子セル310の光源120側とは反対側に配置されている。図示の例では、受光素子320は、第1原子セル容器340に配置されている。受光素子320は、制御ユニット500と電気的に接続されている。 The light receiving element 320 is arranged on the side opposite to the light source 120 side of the atomic cell 310. In the illustrated example, the light receiving element 320 is arranged in the first atomic cell container 340. The light receiving element 320 is electrically connected to the control unit 500.

第1保持部材330は、第1原子セル容器340内において、原子セル310を保持している。第1保持部材330は、例えば、第1空間312を規定する原子セル310の壁部に接している。図示の例では、第1保持部材330は、ねじ331によって、第1原子セル容器340の壁部345に固定されている。壁部345は、第1原子セル容器340の-Y軸方向側の壁部である。第1保持部材330は、ヒーターユニット380の熱を、第1空間312のアルカリ金属原子に伝える。第1保持部材330の材質は、例えば、アルミニウム、チタン、銅、真鍮などである。 The first holding member 330 holds the atomic cell 310 in the first atomic cell container 340. The first holding member 330 is in contact with, for example, the wall portion of the atomic cell 310 that defines the first space 312. In the illustrated example, the first holding member 330 is fixed to the wall portion 345 of the first atomic cell container 340 by a screw 331. The wall portion 345 is a wall portion on the −Y axis direction side of the first atomic cell container 340. The first holding member 330 transfers the heat of the heater unit 380 to the alkali metal atoms in the first space 312. The material of the first holding member 330 is, for example, aluminum, titanium, copper, brass or the like.

第1保持部材330には、貫通孔330a,330bが設けられている。光源120から出射された光LLは、貫通孔330aを通って原子セル310に入射する。原子セル310を透過した光LLは、貫通孔330bを通って受光素子320に入射する。貫通孔330a,330bには、光LLを透過させる部材が配置されていてもよい。 The first holding member 330 is provided with through holes 330a and 330b. The light LL emitted from the light source 120 enters the atomic cell 310 through the through hole 330a. The light LL transmitted through the atomic cell 310 passes through the through hole 330b and is incident on the light receiving element 320. A member that transmits light LL may be arranged in the through holes 330a and 330b.

第2保持部材332は、第1原子セル容器340内において、原子セル310を保持している。第2保持部材332は、例えば、第2空間314を規定する原子セル310の壁部に接している。図示の例では、第2保持部材332は、ねじ333によって、第1原子セル容器340に固定されている。第2保持部材332は、例えば、第2空間314の熱を、ペルチェ素子390に伝える。第2保持部材332は、第1保持部材330と離間して設けられている。これにより、第2空間314を、第1空間312よりも低温となるように調整することができる。第2保持部材332の材質は、例えば、第1保持部材330と同じである。 The second holding member 332 holds the atomic cell 310 in the first atomic cell container 340. The second holding member 332 is in contact with, for example, the wall portion of the atomic cell 310 that defines the second space 314. In the illustrated example, the second holding member 332 is fixed to the first atomic cell container 340 by a screw 333. The second holding member 332 transfers, for example, the heat of the second space 314 to the Pelche element 390. The second holding member 332 is provided apart from the first holding member 330. Thereby, the second space 314 can be adjusted to have a lower temperature than the first space 312. The material of the second holding member 332 is, for example, the same as that of the first holding member 330.

第1原子セル容器340は、原子セル310、受光素子320、および保持部材330,332を収容している。第1原子セル容器340は、位置決め部材350,360を介して、支持部材400に配置されている。第1原子セル容器340は、略直方体の外形形状を有している。第1原子セル容器340の材質は、例えば、鉄、ケイ素鉄、パーマロイ、スーパーマロイ、センダスト、銅などである。このような材料を用いることにより、第1原子セル容器340は、外部からの磁気を遮蔽することができる。これにより、外部からの磁気によって原子セル310内のアルカリ金属原子が影響を受けることを抑え、原子発振器10の発振特性の安定化を図ることができる。ここで、「抑える」とは、ある事象が生じないように、当該事象が生じることを完全にとめる場合と、ある事象が生じても当該事象の程度を少なくする場合と、を含む。 The first atomic cell container 340 houses the atomic cell 310, the light receiving element 320, and the holding members 330 and 332. The first atomic cell container 340 is arranged on the support member 400 via the positioning members 350 and 360. The first atomic cell container 340 has a substantially rectangular parallelepiped outer shape. The material of the first atomic cell container 340 is, for example, iron, silicon iron, permalloy, supermalloy, sendust, copper and the like. By using such a material, the first atomic cell container 340 can shield the magnetism from the outside. As a result, it is possible to suppress the influence of the alkali metal atoms in the atomic cell 310 by the magnetism from the outside, and to stabilize the oscillation characteristics of the atomic oscillator 10. Here, "suppressing" includes a case where the occurrence of the event is completely stopped so that the event does not occur, and a case where the degree of the event is reduced even if the event occurs.

第1原子セル容器340には、貫通孔340aが設けられている。光源120から出射された光LLは、貫通孔340aを通って原子セル310に入射する。貫通孔340aには、光LLを透過させる部材が設けられていてもよい。 The first atomic cell container 340 is provided with a through hole 340a. The light LL emitted from the light source 120 passes through the through hole 340a and enters the atomic cell 310. The through hole 340a may be provided with a member for transmitting light LL.

第1原子セル容器340の外表面34fには、伝熱部材346が配置されている。図示
の例では、伝熱部材346は、板状であり、ねじ331によって、第1原子セル容器340の壁部345に固定されている。伝熱部材346は、第1原子セル容器340とヒーターユニット380との間に配置されている。伝熱部材346の熱伝導率は、例えば、第1原子セル容器340の熱伝導率およびヒーターユニット380のヒーター蓋部383の熱伝導率よりも高い。伝熱部材346は、ヒーターユニット380の熱を第1空間312のアルカリ金属原子に伝える。伝熱部材346の材質は、例えば、アルミニウム、銅などである。
A heat transfer member 346 is arranged on the outer surface 34f of the first atomic cell container 340. In the illustrated example, the heat transfer member 346 has a plate shape and is fixed to the wall portion 345 of the first atomic cell container 340 by a screw 331. The heat transfer member 346 is arranged between the first atomic cell container 340 and the heater unit 380. The thermal conductivity of the heat transfer member 346 is higher than, for example, the thermal conductivity of the first atomic cell container 340 and the thermal conductivity of the heater lid 383 of the heater unit 380. The heat transfer member 346 transfers the heat of the heater unit 380 to the alkali metal atoms in the first space 312. The material of the heat transfer member 346 is, for example, aluminum, copper, or the like.

ここで、図5および図6は、本実施形態に係る原子発振器10を模式的に示す斜視図である。図7は、第1位置決め部材350を模式的に示す斜視図である。図8は、第1位置決め部材350を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図5および図6では、原子発振器10の部材を、一部省略して図示している。 Here, FIGS. 5 and 6 are perspective views schematically showing the atomic oscillator 10 according to the present embodiment. FIG. 7 is a perspective view schematically showing the first positioning member 350. FIG. 8 is a plan view schematically showing the first positioning member 350. For convenience, the members of the atomic oscillator 10 are partially omitted in FIGS. 5 and 6.

第1位置決め部材350および第2位置決め部材360は、図5および図6に示すように、支持部材400に配置されている。第1位置決め部材350および第2位置決め部材360は、支持部材400に固定されている。支持部材400と第1位置決め部材350とは、別体である。すなわち、支持部材400と第1位置決め部材350とは、一体的に形成されておらず、別の部材である。同様に、支持部材400と第2位置決め部材360とは、別体である。支持部材400の材質と、位置決め部材350,360の材質とは、異なる。なお、図示はしないが、支持部材400、第1位置決め部材350、および第2位置決め部材360とは、一体的に形成されていてもよい。すなわち、支持部材400に、位置決め部材350,360と同様の形状の構造体が形成されていてもよい。また、少なくとも第1位置決め部材350があれば、位置精度よく原子セル310を支持部材400に配置することができる。すなわち、第2位置決め部材360はなくてもよい。第2位置決め部材360があれば、第1位置決め部材350および第2位置決め部材360の2つの位置決め部材によって、原子セル310の位置を決めることができる。 The first positioning member 350 and the second positioning member 360 are arranged on the support member 400 as shown in FIGS. 5 and 6. The first positioning member 350 and the second positioning member 360 are fixed to the support member 400. The support member 400 and the first positioning member 350 are separate bodies. That is, the support member 400 and the first positioning member 350 are not integrally formed and are separate members. Similarly, the support member 400 and the second positioning member 360 are separate bodies. The material of the support member 400 and the material of the positioning members 350 and 360 are different. Although not shown, the support member 400, the first positioning member 350, and the second positioning member 360 may be integrally formed. That is, a structure having the same shape as the positioning members 350 and 360 may be formed on the support member 400. Further, if there is at least the first positioning member 350, the atomic cell 310 can be arranged on the support member 400 with high positional accuracy. That is, the second positioning member 360 may not be necessary. If there is a second positioning member 360, the position of the atomic cell 310 can be determined by the two positioning members of the first positioning member 350 and the second positioning member 360.

第1位置決め部材350は、第1原子セル容器340の+Y軸方向側に配置されている。第2位置決め部材360は、第1原子セル容器340の-Y軸方向側に配置されている。Z軸方向(垂線P方向)からみて、第1原子セル容器340は、第1位置決め部材350と第2位置決め部材360との間に配置されている。 The first positioning member 350 is arranged on the + Y axis direction side of the first atomic cell container 340. The second positioning member 360 is arranged on the −Y axis direction side of the first atomic cell container 340. The first atomic cell container 340 is arranged between the first positioning member 350 and the second positioning member 360 when viewed from the Z-axis direction (perpendicular line P direction).

第1位置決め部材350および第2位置決め部材360は、支持部材400に対して、第1原子セル容器340の位置決めをする部材である。第1原子セル容器340を支持部材400に配置する方法としては、まず、図5に示すように、位置決め部材350,360を支持部材400に固定する。次に、図6に示すように、位置決め部材350,360を用いて支持部材400に第1原子セル容器340を配置して、支持部材400に対する第1原子セル容器340の位置が決められる。 The first positioning member 350 and the second positioning member 360 are members that position the first atomic cell container 340 with respect to the support member 400. As a method of arranging the first atomic cell container 340 on the support member 400, first, as shown in FIG. 5, the positioning members 350 and 360 are fixed to the support member 400. Next, as shown in FIG. 6, the first atomic cell container 340 is arranged on the support member 400 using the positioning members 350 and 360, and the position of the first atomic cell container 340 with respect to the support member 400 is determined.

第1原子セル容器340は、第1角部341と第2角部342とを有している。図6に示す例では、第1角部341は、第1原子セル容器340の-X軸方向側かつ+Y軸方向側の角部である。外表面34a、外表面34b、外表面34cは互いに交わり、これらの3つの面が交わる部分が、第1角部341である。第2角部342は、第1原子セル容器340の+X軸方向側かつ-Y軸方向側の角部である。外表面34a、外表面34c、外表面34dは互いに交わり、これらの3つの面が交わる部分が、第2角部342である。第1位置決め部材350は、第1角部341に接する第1ブロック352と、第2角部342に接する第2ブロック354と、第1ブロック352と第2ブロック354とを接続する接続部356と、を有している。 The first atomic cell container 340 has a first corner portion 341 and a second corner portion 342. In the example shown in FIG. 6, the first corner portion 341 is a corner portion of the first atomic cell container 340 on the −X axis direction side and the + Y axis direction side. The outer surface 34a, the outer surface 34b, and the outer surface 34c intersect each other, and the portion where these three surfaces intersect is the first corner portion 341. The second corner portion 342 is a corner portion of the first atomic cell container 340 on the + X axis direction side and the −Y axis direction side. The outer surface 34a, the outer surface 34c, and the outer surface 34d intersect each other, and the portion where these three surfaces intersect is the second corner portion 342. The first positioning member 350 includes a first block 352 in contact with the first corner portion 341, a second block 354 in contact with the second corner portion 342, and a connection portion 356 connecting the first block 352 and the second block 354. ,have.

なお、「第1原子セル容器340の角部」は、第1原子セル容器340の3つの外表面
がなす頂点と、該頂点近傍の部分と、を含む。「頂点近傍の部分」とは、例えば、3つの外表面がなす頂点から、外表面の各辺の長さの4分の1以内の部分である。
The "corner portion of the first atomic cell container 340" includes a vertex formed by the three outer surfaces of the first atomic cell container 340 and a portion in the vicinity of the vertex. The "portion near the apex" is, for example, a portion within a quarter of the length of each side of the outer surface from the apex formed by the three outer surfaces.

第1ブロック352は、ブロック基部352aと、ブロック基部352aから+Z軸方向に延出するブロック壁部352b,352cと、を有している。ブロック基部352aは、第1原子セル容器340の-Z軸方向側の外表面34aに接している。ブロック壁部352bは、第1原子セル容器340の-X軸方向側の外表面34bに接している。ブロック壁部352cは、第1原子セル容器340の+Y軸方向側の外表面34cに接している。このように、第1ブロック352は、第1原子セル容器340の3つの外表面34a,34b,34cに接している。そのため、第1位置決め部材350は、第1原子セル容器340のX軸方向、Y軸方向、およびZ軸方向の位置決めを行うことができる。 The first block 352 has a block base portion 352a and block wall portions 352b and 352c extending from the block base portion 352a in the + Z axis direction. The block base 352a is in contact with the outer surface 34a of the first atomic cell container 340 on the −Z axis direction side. The block wall portion 352b is in contact with the outer surface 34b on the −X-axis direction side of the first atomic cell container 340. The block wall portion 352c is in contact with the outer surface 34c of the first atomic cell container 340 on the + Y axis direction side. In this way, the first block 352 is in contact with the three outer surfaces 34a, 34b, 34c of the first atomic cell container 340. Therefore, the first positioning member 350 can position the first atomic cell container 340 in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction.

第2ブロック354は、ブロック基部354aと、ブロック基部354aから+Z軸方向に延出するブロック壁部354b,354cと、を有している。ブロック基部354aは、第1原子セル容器340の-Z軸方向側の外表面34aに接している。ブロック壁部354cは、第1原子セル容器340の+Y軸方向側の外表面34cに接している。ブロック壁部354bは、第1原子セル容器340の+X軸方向側の外表面34dに対向している。ブロック壁部354bは、外表面34dに接していてもよいし、外表面34dと離間していてもよい。 The second block 354 has a block base portion 354a and block wall portions 354b and 354c extending from the block base portion 354a in the + Z axis direction. The block base 354a is in contact with the outer surface 34a of the first atomic cell container 340 on the −Z axis direction side. The block wall portion 354c is in contact with the outer surface 34c of the first atomic cell container 340 on the + Y axis direction side. The block wall portion 354b faces the outer surface 34d on the + X axis direction side of the first atomic cell container 340. The block wall portion 354b may be in contact with the outer surface 34d or may be separated from the outer surface 34d.

第1ブロック352は、第1固定構造部357で支持部材400に固定されている。第1固定構造部357は、例えば、図5に示すように、第1ブロック352に設けられたねじ穴357aと、ねじ穴357aに挿入されたねじ357bと、によって構成されている。図示の例では、第1固定構造部357は、2つ設けられている。 The first block 352 is fixed to the support member 400 by the first fixed structure portion 357. The first fixed structure portion 357 is composed of, for example, as shown in FIG. 5, a screw hole 357a provided in the first block 352 and a screw 357b inserted into the screw hole 357a. In the illustrated example, two first fixed structure portions 357 are provided.

第2ブロック354は、第2固定構造部358で支持部材400に固定されている。第2固定構造部358は、例えば、第2ブロック354に設けられたねじ穴358aと、ねじ穴358aに挿入されたねじ358bと、によって構成されている。図示の例では、第2固定構造部358は、2つ設けられている。 The second block 354 is fixed to the support member 400 by the second fixed structure portion 358. The second fixed structure portion 358 is composed of, for example, a screw hole 358a provided in the second block 354 and a screw 358b inserted into the screw hole 358a. In the illustrated example, two second fixed structure portions 358 are provided.

第1固定構造部357と第2固定構造部358との間の距離L1は、第1角部341と第2角部342との間の距離L2よりも大きい。これにより、仮に、第1固定構造部357に対して第2固定構造部358の位置が所望の位置よりずれたとしても、距離L1が距離L2以下の場合に比べて、第1位置決め部材350の角度ずれを小さくすることができる。例えば、第2固定構造部358の位置がY軸方向にずれたとしても、第1位置決め部材350のZ軸と平行な軸を回転軸とした回転角度を小さくすることができる。距離L1は、第1固定構造部357と第2固定構造部358との間の最短距離である。距離L2は、第1角部341の頂点と第2角部342の頂点との間の距離である。 The distance L1 between the first fixed structure portion 357 and the second fixed structure portion 358 is larger than the distance L2 between the first corner portion 341 and the second corner portion 342. As a result, even if the position of the second fixed structure portion 358 is deviated from the desired position with respect to the first fixed structure portion 357, the first positioning member 350 is compared with the case where the distance L1 is the distance L2 or less. The angle deviation can be reduced. For example, even if the position of the second fixed structure portion 358 is displaced in the Y-axis direction, the rotation angle with the axis parallel to the Z axis of the first positioning member 350 as the rotation axis can be reduced. The distance L1 is the shortest distance between the first fixed structure portion 357 and the second fixed structure portion 358. The distance L2 is the distance between the apex of the first corner portion 341 and the apex of the second corner portion 342.

接続部356は、例えば、ブロック基部352aと、ブロック基部354aと、を接続する梁状の部材である。図示の例では、接続部356は、X軸方向に延出している。接続部356は、第1原子セル容器340に接していてもよいし、第1原子セル容器340と離間してもよい。 The connecting portion 356 is, for example, a beam-shaped member that connects the block base portion 352a and the block base portion 354a. In the illustrated example, the connecting portion 356 extends in the X-axis direction. The connecting portion 356 may be in contact with the first atomic cell container 340 or may be separated from the first atomic cell container 340.

第2位置決め部材360は、図5および図6に示すように、例えば、第1位置決め部材350と同じ形状を有している。第1原子セル容器340は、第3角部343と第4角部344とを有している。図示の例では、第3角部343は、第1原子セル容器340の-X軸方向側かつ-Y軸方向側の角部である。第4角部344は、第1原子セル容器340の+X軸方向側かつ-Y軸方向側の角部である。第2位置決め部材360は、第3角部343に接する第3ブロック362と、第4角部344に接する第4ブロック364と、第
3ブロック362と第4ブロック364とを接続する接続部366と、を有している。
As shown in FIGS. 5 and 6, the second positioning member 360 has, for example, the same shape as the first positioning member 350. The first atomic cell container 340 has a third corner portion 343 and a fourth corner portion 344. In the illustrated example, the third corner portion 343 is a corner portion of the first atomic cell container 340 on the −X axis direction side and the −Y axis direction side. The fourth corner portion 344 is a corner portion of the first atomic cell container 340 on the + X axis direction side and the −Y axis direction side. The second positioning member 360 includes a third block 362 in contact with the third corner portion 343, a fourth block 364 in contact with the fourth corner portion 344, and a connection portion 366 connecting the third block 362 and the fourth block 364. ,have.

第3ブロック362は、ブロック基部362aと、ブロック壁部362b,362cと、を有している。第4ブロック364は、ブロック基部364aと、ブロック壁部364b,364cと、を有している。ブロック壁部362bは、第1原子セル容器340の-X軸方向側の外表面34bに接している。ブロック壁部362c,364b,364cは、第1原子セル容器340に接していてもよいし、第1原子セル容器340と離間していてもよい。 The third block 362 has a block base portion 362a and block wall portions 362b and 362c. The fourth block 364 has a block base portion 364a and block wall portions 364b and 364c. The block wall portion 362b is in contact with the outer surface 34b on the −X-axis direction side of the first atomic cell container 340. The block wall portions 362c, 364b, 364c may be in contact with the first atomic cell container 340 or may be separated from the first atomic cell container 340.

第3ブロック362は、第1ブロック352と同様に、第3固定構造部367で支持部材400に固定されている。第4ブロック364は、第2ブロック354と同様に、第4固定構造部368で支持部材400に固定されている。 The third block 362 is fixed to the support member 400 by the third fixed structure portion 367, similarly to the first block 352. The fourth block 364 is fixed to the support member 400 by the fourth fixed structure portion 368, similarly to the second block 354.

第1位置決め部材350および第2位置決め部材360は、断熱部材である。位置決め部材350,360の材質は、例えば、エンジニアリングプラスチック、液晶ポリマー(LCP:Liquid Crystal Polymer)樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などの樹脂である。位置決め部材350,360が断熱部材であることにより、例えば、ヒーターユニット380の熱が支持部材400を介して光源120に伝わることを抑えることができる。ヒーターユニット380の熱が支持部材400を介して光源120に伝わると、光源120を所望の温度にすることができない場合がある。なお、「断熱部材」とは、熱伝導率が1W/mK以下の部材である。 The first positioning member 350 and the second positioning member 360 are heat insulating members. The materials of the positioning members 350 and 360 are, for example, engineering plastics, liquid crystal polymer (LCP) resins, polyetheretherketone (PEEK) and other resins. Since the positioning members 350 and 360 are heat insulating members, for example, it is possible to suppress the heat of the heater unit 380 from being transferred to the light source 120 via the support member 400. If the heat of the heater unit 380 is transferred to the light source 120 via the support member 400, the light source 120 may not be able to reach a desired temperature. The "heat insulating member" is a member having a thermal conductivity of 1 W / mK or less.

スペーサー369は、第1原子セル容器340の+Z軸方向側の外表面34eと、第2原子セル容器370と、の間に配置されている。スペーサー369は、図6に示すように、例えば4つ配置されている。図示の例では、スペーサー369は、第1原子セル容器340の+Z軸方向側の角部に配置されている。スペーサー369の材質は、例えば、位置決め部材350,360と同じである。 The spacer 369 is arranged between the outer surface 34e on the + Z axis direction side of the first atomic cell container 340 and the second atomic cell container 370. As shown in FIG. 6, four spacers 369 are arranged, for example. In the illustrated example, the spacer 369 is arranged at the corner of the first atomic cell container 340 on the + Z axis direction side. The material of the spacer 369 is, for example, the same as that of the positioning members 350 and 360.

ここで、図9は、本実施形態に係る原子発振器10を模式的に示す斜視図である。図10は、図9に示す領域αの拡大図である。なお、便宜上、図9では、原子発振器10の部材を、一部省略して図示している。 Here, FIG. 9 is a perspective view schematically showing the atomic oscillator 10 according to the present embodiment. FIG. 10 is an enlarged view of the region α shown in FIG. For convenience, in FIG. 9, a part of the member of the atomic oscillator 10 is omitted.

第2原子セル容器370は、第1原子セル容器340を収容している。図9に示す例では、第2原子セル容器370は、貫通孔が設けられた板状の固定部372を有し、固定部372は、ねじ374によって支持部材400に固定されている。第2原子セル容器370は、例えば、図4に示すように、3つの固定部372を有し、3箇所で支持部材400に固定されている。 The second atomic cell container 370 accommodates the first atomic cell container 340. In the example shown in FIG. 9, the second atomic cell container 370 has a plate-shaped fixing portion 372 provided with a through hole, and the fixing portion 372 is fixed to the support member 400 by a screw 374. As shown in FIG. 4, for example, the second atomic cell container 370 has three fixing portions 372 and is fixed to the support member 400 at three points.

第2原子セル容器370の材質は、例えば、第1原子セル容器340と同じである。第2原子セル容器370は、外部からの磁気を遮蔽することができる。第1原子セル容器340と第2原子セル容器370との間には、スペーサー369が配置されているため、第1原子セル容器340および第2原子セル容器370は、互いに離間している。そのため、例えば第1原子セル容器340と第2原子セル容器370とが接触している場合に比べて、外部からの磁気を遮蔽する機能を高めることができる。原子セル容器340,370は、切削加工で形成されてもよい。 The material of the second atomic cell container 370 is, for example, the same as that of the first atomic cell container 340. The second atomic cell container 370 can shield magnetism from the outside. Since the spacer 369 is arranged between the first atomic cell container 340 and the second atomic cell container 370, the first atomic cell container 340 and the second atomic cell container 370 are separated from each other. Therefore, as compared with the case where the first atomic cell container 340 and the second atomic cell container 370 are in contact with each other, the function of shielding magnetism from the outside can be enhanced. The atomic cell containers 340 and 370 may be formed by cutting.

第2原子セル容器370には、貫通孔370aが設けられている。光源120から出射された光LLは、貫通孔370aを通って原子セル310に入射する。貫通孔370aには、光LLを透過させる部材が設けられていてもよい。 The second atomic cell container 370 is provided with a through hole 370a. The light LL emitted from the light source 120 passes through the through hole 370a and enters the atomic cell 310. The through hole 370a may be provided with a member for transmitting light LL.

第2原子セル容器370の固定部372と支持部材400との間には、図10に示すように、断熱部材376が配置されている。これにより、ヒーターユニット380の熱が、第2原子セル容器370および支持部材400を介して、光源120に伝わることを抑えることができる。断熱部材376は、ワッシャーであってもよい。断熱部材376の材質は、例えば、位置決め部材350,360と同じである。 As shown in FIG. 10, a heat insulating member 376 is arranged between the fixed portion 372 of the second atomic cell container 370 and the support member 400. As a result, it is possible to suppress the heat of the heater unit 380 from being transferred to the light source 120 via the second atomic cell container 370 and the support member 400. The heat insulating member 376 may be a washer. The material of the heat insulating member 376 is, for example, the same as that of the positioning members 350 and 360.

ヒーターユニット380は、図4に示すように、伝熱部材346に接している。ヒーターユニット380は、加熱素子381と、ヒーター容器382と、断熱部材386,387と、断熱部材385と、ねじ389と、を有している。 As shown in FIG. 4, the heater unit 380 is in contact with the heat transfer member 346. The heater unit 380 has a heating element 381, a heater container 382, a heat insulating member 386, 387, a heat insulating member 385, and a screw 389.

加熱素子381は、第1原子セル容器340の外表面34fに配置されている。図示の例では、加熱素子381は、ヒーター容器382に収容された状態で、第1原子セル容器340の外表面34fに配置されている。加熱素子381は、原子セル310を加熱する素子である。具体的には、加熱素子381は、第1空間312のアルカリ金属原子を加熱するための素子である。加熱素子381は、例えば、発熱抵抗体などである。なお、加熱素子381として、発熱抵抗体に代えて、あるいは発熱抵抗体と併用して、ペルチェ素子を用いてもよい。 The heating element 381 is arranged on the outer surface 34f of the first atomic cell container 340. In the illustrated example, the heating element 381 is arranged on the outer surface 34f of the first atomic cell container 340 in a state of being housed in the heater container 382. The heating element 381 is an element that heats the atomic cell 310. Specifically, the heating element 381 is an element for heating the alkali metal atom in the first space 312. The heating element 381 is, for example, a heat generation resistor. As the heating element 381, a Pelche element may be used instead of the heat generation resistor or in combination with the heat generation resistor.

ヒーター容器382は、加熱素子381を収容している。ヒーター容器382は、ヒーター蓋部383と、ヒーター基部384と、を有している。 The heater container 382 houses the heating element 381. The heater container 382 has a heater lid portion 383 and a heater base portion 384.

ヒーター蓋部383は、加熱素子381と原子セル310との間に配置されている。図示の例では、ヒーター蓋部383は、加熱素子381が配置された凹部を有する形状である。ヒーター蓋部383は、伝熱部材346に接している。ヒーター蓋部383は、ねじ389を通す貫通孔383aを有している。ヒーター基部384は、加熱素子381の原子セル310側とは反対側に配置されている。図示の例では、ヒーター基部384は、板状である。ヒーター基部384は、ねじ389を通す貫通孔384aを有している。 The heater lid portion 383 is arranged between the heating element 381 and the atomic cell 310. In the illustrated example, the heater lid portion 383 has a shape having a recess in which the heating element 381 is arranged. The heater lid portion 383 is in contact with the heat transfer member 346. The heater lid portion 383 has a through hole 383a through which the screw 389 is passed. The heater base 384 is arranged on the side opposite to the atomic cell 310 side of the heating element 381. In the illustrated example, the heater base 384 is plate-shaped. The heater base 384 has a through hole 384a through which the screw 389 is passed.

ヒーター蓋部383およびヒーター基部384は、ねじ389によって互い固定されている。さらに、ヒーター容器382は、ねじ389によって第2原子セル容器370に固定されている。図示の例では、ねじ389は2つ配置され、2つのねじ389の間に、加熱素子381が配置されている。ねじ389の材質は、例えば、金属である。 The heater lid portion 383 and the heater base portion 384 are fixed to each other by screws 389. Further, the heater container 382 is fixed to the second atomic cell container 370 by a screw 389. In the illustrated example, two screws 389 are arranged, and a heating element 381 is arranged between the two screws 389. The material of the screw 389 is, for example, metal.

ヒーター蓋部383およびヒーター基部384の材質は、例えば、第1原子セル容器340と同じである。そのため、ヒーター蓋部383およびヒーター基部384は、磁気を遮蔽する。したがって、ヒーター容器382は、加熱素子381から生じる磁気を遮蔽することができる。これにより、加熱素子381からの磁気によって原子セル310内のアルカリ金属原子の影響を受けることを抑え、原子発振器10の発振特性の安定化を図ることができる。なお、ヒーター容器382は、加熱素子381から生じる磁気を遮蔽することができる限り、いくつの部材から構成されていてもよく、形状も任意である。 The material of the heater lid portion 383 and the heater base portion 384 is, for example, the same as that of the first atomic cell container 340. Therefore, the heater lid portion 383 and the heater base portion 384 shield the magnetism. Therefore, the heater container 382 can shield the magnetism generated from the heating element 381. As a result, it is possible to suppress the influence of the alkali metal atoms in the atomic cell 310 by the magnetism from the heating element 381, and to stabilize the oscillation characteristics of the atomic oscillator 10. The heater container 382 may be composed of any number of members as long as it can shield the magnetism generated from the heating element 381, and the shape is arbitrary.

断熱部材385,386,387は、ヒーター蓋部383とヒーター基部384との間であって、かつ、加熱素子381よりもヒーター基部384側に配置されている。このように、原子発振器10では、ヒーター蓋部383とヒーター基部384との間であって、かつ、加熱素子381よりもヒーター基部384側には、複数の断熱部材385,386,387が配置されている。断熱部材385,386,387は、少なくとも一部が加熱素子381よりもヒーター基部384側に位置していればよい。断熱部材385,386,387の材質は、例えば、位置決め部材350,360と同じである。 The heat insulating members 385, 386, 387 are arranged between the heater lid portion 383 and the heater base portion 384, and are arranged closer to the heater base portion 384 than the heating element 381. As described above, in the atomic oscillator 10, a plurality of heat insulating members 385, 386, 387 are arranged between the heater lid portion 383 and the heater base portion 384, and on the heater base portion 384 side of the heating element 381. ing. At least a part of the heat insulating member 385, 386, 387 may be located on the heater base 384 side of the heating element 381. The materials of the heat insulating members 385, 386 and 387 are the same as those of the positioning members 350 and 360, for example.

断熱部材385は、ヒーター容器382に収容されている。断熱部材385は、加熱素
子381の原子セル310側とは反対側に配置されている。すなわち、断熱部材385は、加熱素子381とヒーター基部384との間に配置されている。これにより、加熱素子381の熱が原子セル310側とは反対側に伝わることを抑えることができ、加熱素子381の熱を、効率よく原子セル310に伝えることができる。なお、断熱部材385は、ヒーター基部384に、断熱性の材料を成膜して形成された膜であってもよい。
The heat insulating member 385 is housed in the heater container 382. The heat insulating member 385 is arranged on the side opposite to the atomic cell 310 side of the heating element 381. That is, the heat insulating member 385 is arranged between the heating element 381 and the heater base 384. As a result, it is possible to suppress the heat of the heating element 381 from being transferred to the side opposite to the atomic cell 310 side, and the heat of the heating element 381 can be efficiently transferred to the atomic cell 310. The heat insulating member 385 may be a film formed by forming a heat insulating material on the heater base 384.

断熱部材386,387は、ヒーター蓋部383の貫通孔383aに配置されている。断熱部材386,387は、例えば、ヒーター蓋部383とヒーター基部384との間に配置されている第1部分388aと、ヒーター蓋部383の貫通孔383aに配置されている第2部分388bと、を有しているワッシャーである。なお、本実施形態の断熱部材386,387は、第1部分388aと第2部分388bとが一体となった構造であるが、第1部分388aと第2部分388bとは、別体であってもよい。すなわち、第1部分388aに相当する部材と、第2部分388bに相当する部材とを組み合わせてもよい。また、第1部分388aおよび第2部分388bの一方に相当する部材のみを用いてもよい。 The heat insulating members 386 and 387 are arranged in the through holes 383a of the heater lid portion 383. The heat insulating members 386 and 387 include, for example, a first portion 388a arranged between the heater lid portion 383 and the heater base portion 384, and a second portion 388b arranged in the through hole 383a of the heater lid portion 383. Is a washer that has. The heat insulating member 386 and 387 of the present embodiment has a structure in which the first portion 388a and the second portion 388b are integrated, but the first portion 388a and the second portion 388b are separate bodies. May be good. That is, the member corresponding to the first portion 388a and the member corresponding to the second portion 388b may be combined. Further, only the member corresponding to one of the first portion 388a and the second portion 388b may be used.

第1部分388aの直径は、ヒーター蓋部383の貫通孔383aの直径よりも大きく、第2部分388bの直径は、ヒーター蓋部383の貫通孔383aの直径よりも小さい。すなわち、第1部分388aの直径は、第2部分388bよりも大きい。また、第1部分388aの直径は、ヒーター基部384の貫通孔384aよりも大きい。断熱部材386,387には、ねじ389を通す貫通孔が設けられている。第2部分388bの長さは、ヒーター蓋部383の厚さ、言い換えるとヒーター蓋部383の貫通孔383aの長さ、よりも大きい。また、第2原子セル容器370の、ねじ389を通すねじ穴の直径は、断熱部材386,387の第2部分388bの直径よりも小さい。 The diameter of the first portion 388a is larger than the diameter of the through hole 383a of the heater lid portion 383, and the diameter of the second portion 388b is smaller than the diameter of the through hole 383a of the heater lid portion 383. That is, the diameter of the first portion 388a is larger than that of the second portion 388b. Further, the diameter of the first portion 388a is larger than that of the through hole 384a of the heater base portion 384. The heat insulating members 386 and 387 are provided with through holes through which the screws 389 are passed. The length of the second portion 388b is larger than the thickness of the heater lid portion 383, in other words, the length of the through hole 383a of the heater lid portion 383. Further, the diameter of the screw hole through which the screw 389 of the second atomic cell container 370 is passed is smaller than the diameter of the second portion 388b of the heat insulating member 386, 387.

断熱部材386,387は、ヒーター蓋部383とヒーター基部384とが接触する可能性を、第1部分388aによって低減できるので、ヒーター蓋部383に伝わった加熱素子381の熱がヒーター基部384に伝わることを抑えることができる。また、ヒーター蓋部383に伝わった加熱素子381の熱がねじ389を介してヒーター基部384に伝わることを、第2部分388bによって抑えることができる。これにより、加熱素子381の熱を、効率よく原子セル310に伝えることができる。さらに、第2部分388bの長さがヒーター蓋部383の厚さよりも大きいので、ヒーター蓋部383と第2原子セル容器370とが接触することを防止できる。また、第2原子セル容器370の、ねじ389を通すねじ穴の直径は、断熱部材386,387の第2部分388bの直径よりも小さいので、これによっても、ヒーター蓋部383と第2原子セル容器370とが接触することを防止できる。したがって、ヒーター蓋部383に伝わった加熱素子381の熱が第2原子セル容器370に伝わることを抑えることができる。図示の例では、断熱部材386は、断熱部材385の+X軸方向側に配置され、断熱部材387は、断熱部材385の-X軸方向側に配置されている。 Since the heat insulating members 386 and 387 can reduce the possibility of contact between the heater lid portion 383 and the heater base portion 384 by the first portion 388a, the heat of the heating element 381 transmitted to the heater lid portion 383 is transmitted to the heater base portion 384. It can be suppressed. Further, the heat of the heating element 381 transmitted to the heater lid portion 383 can be suppressed from being transmitted to the heater base portion 384 via the screw 389 by the second portion 388b. As a result, the heat of the heating element 381 can be efficiently transferred to the atomic cell 310. Further, since the length of the second portion 388b is larger than the thickness of the heater lid portion 383, it is possible to prevent the heater lid portion 383 from coming into contact with the second atomic cell container 370. Further, since the diameter of the screw hole through which the screw 389 of the second atomic cell container 370 is passed is smaller than the diameter of the second portion 388b of the heat insulating member 386, 387, this also causes the heater lid portion 383 and the second atomic cell. It is possible to prevent contact with the container 370. Therefore, it is possible to suppress the heat of the heating element 381 transmitted to the heater lid portion 383 from being transferred to the second atomic cell container 370. In the illustrated example, the heat insulating member 386 is arranged on the + X-axis direction side of the heat insulating member 385, and the heat insulating member 387 is arranged on the −X axis direction side of the heat insulating member 385.

なお、温度センサー322は、図2~図4では図示していないが、原子セル310の近傍に配置されている。温度センサー322は、例えば、サーミスタ、熱電対等の各種温度センサーである。 Although not shown in FIGS. 2 to 4, the temperature sensor 322 is arranged in the vicinity of the atomic cell 310. The temperature sensor 322 is, for example, various temperature sensors such as a thermistor and a thermoelectric pair.

また、コイル324は、図2~図4では図示していないが、例えば、原子セル310の外周に沿って巻回して設けられているソレノイド型のコイル、または、原子セル310を介して対向するヘルムホルツ型の1対のコイルである。コイル324は、原子セル310の内部に光LLの光軸Aに沿った方向の磁場を発生させる。これにより、原子セル310に収容されたアルカリ金属原子の縮退している異なるエネルギー準位間のギャップをゼーマン分裂により拡げて、分解能を向上させ、EIT信号の線幅を小さくすることができる
Further, although not shown in FIGS. 2 to 4, the coil 324 faces, for example, via a solenoid-type coil provided by winding along the outer circumference of the atomic cell 310, or via the atomic cell 310. A pair of Helmholtz type coils. The coil 324 generates a magnetic field in the direction of the optical axis A of the optical LL inside the atomic cell 310. As a result, the gap between the different degenerate energy levels of the alkali metal atom contained in the atomic cell 310 can be widened by Zeeman splitting, the resolution can be improved, and the line width of the EIT signal can be reduced.

また、図示はしないが、加熱素子381に電力を外部から供給するための配線を備えるフレキシブル基板が、断熱部材385の加熱素子381側とは反対側に配置されていてもよい。これにより、加熱素子381の熱がフレキシブル基板に伝わることを抑えることができ、加熱素子381の熱を、効率よく原子セル310に伝えることができる。 Further, although not shown, a flexible substrate provided with wiring for supplying electric power to the heating element 381 from the outside may be arranged on the side opposite to the heating element 381 side of the heat insulating member 385. As a result, the heat of the heating element 381 can be suppressed from being transferred to the flexible substrate, and the heat of the heating element 381 can be efficiently transferred to the atomic cell 310.

ペルチェ素子390は、図2に示すように、第2原子セル容器370に配置されている。図示の例では、ペルチェ素子390は、第2原子セル容器370の+Z軸方向側の外表面に配置されている。ペルチェ素子390は、例えば、第2原子セル容器370から外容器600の外蓋部620に熱を移動させるように、温度制御部510によって制御される。温度制御部510は、温度センサー(図示せず)の検出結果に基づいて、ペルチェ素子390を制御してもよい。 As shown in FIG. 2, the Pelche element 390 is arranged in the second atomic cell container 370. In the illustrated example, the Pelche element 390 is arranged on the outer surface of the second atomic cell container 370 on the + Z axis direction side. The Pelche element 390 is controlled by the temperature control unit 510 so as to transfer heat from the second atomic cell container 370 to the outer lid portion 620 of the outer container 600, for example. The temperature control unit 510 may control the Pelche element 390 based on the detection result of the temperature sensor (not shown).

ペルチェ素子390と、外容器600の外蓋部620と、の間には伝熱部材392が配置されている。伝熱部材392の熱伝導率は、例えば、外蓋部620の熱伝導率よりも高い。伝熱部材392は、例えば、板状、シート状である。伝熱部材392の材質は、例えば、アルミニウム、チタン、銅、または、放熱性の高いシリコーンである。伝熱部材392は、ペルチェ素子390の放熱面から放出される熱を、外蓋部620に伝える。 A heat transfer member 392 is arranged between the Pelche element 390 and the outer lid portion 620 of the outer container 600. The thermal conductivity of the heat transfer member 392 is higher than, for example, the thermal conductivity of the outer lid portion 620. The heat transfer member 392 has, for example, a plate shape or a sheet shape. The material of the heat transfer member 392 is, for example, aluminum, titanium, copper, or silicone having high heat dissipation. The heat transfer member 392 transfers the heat released from the heat dissipation surface of the Pelche element 390 to the outer lid portion 620.

支持部材400は、図2に示すように、外容器600の外基部610に片持ちで固定されている。支持部材400は、例えば、外基部610の台座部611に、図3に示すように、2つのねじ602によって固定されている。支持部材400は、固定端402と、自由端404と、を含む。図2に示す例では、支持部材400は、-X軸方向側が固定端402側であり、+X軸方向側が自由端404側である。支持部材400の固定された部分以外の部分、つまり本実施形態では固定端402以外の部分、と、外基部610との間には空隙6がある。すなわち、自由端404と外基部610との間には空隙6がある。支持部材400の材質は、例えば、アルミニウム、銅であってもよく、また、支持部材400は、例えば、炭素繊維を用いたカーボンシートであってもよい。なお、支持部材400は、接着剤によって、外基部610に固定されていてもよい。 As shown in FIG. 2, the support member 400 is cantileveredly fixed to the outer base 610 of the outer container 600. The support member 400 is fixed to, for example, the pedestal portion 611 of the outer base portion 610 by two screws 602 as shown in FIG. The support member 400 includes a fixed end 402 and a free end 404. In the example shown in FIG. 2, the support member 400 has a fixed end 402 side on the −X axis direction side and a free end 404 side on the + X axis direction side. There is a gap 6 between a portion of the support member 400 other than the fixed portion, that is, a portion other than the fixed end 402 in the present embodiment, and the outer base portion 610. That is, there is a gap 6 between the free end 404 and the outer base 610. The material of the support member 400 may be, for example, aluminum or copper, and the support member 400 may be, for example, a carbon sheet using carbon fibers. The support member 400 may be fixed to the outer base portion 610 with an adhesive.

ここで、図11は、支持部材400を模式的に示す斜視図である。支持部材400は、外基部610と対向する原子セル支持部410と、原子セル支持部410に対して+Z軸方向に位置する光源支持部420と、を有している。原子セル支持部410には、Z軸方向に貫通する貫通孔412が設けられ、原子セル支持部410は、Z軸方向からみて枠状である。光源支持部420には、X軸方向に貫通する貫通孔422が設けられている。光源支持部420は、支持部材400の固定端402側に配置されている。 Here, FIG. 11 is a perspective view schematically showing the support member 400. The support member 400 has an atomic cell support portion 410 facing the outer base portion 610 and a light source support portion 420 located in the + Z axis direction with respect to the atomic cell support portion 410. The atomic cell support portion 410 is provided with a through hole 412 penetrating in the Z-axis direction, and the atomic cell support portion 410 has a frame shape when viewed from the Z-axis direction. The light source support portion 420 is provided with a through hole 422 that penetrates in the X-axis direction. The light source support portion 420 is arranged on the fixed end 402 side of the support member 400.

支持部材400には、図2および図3に示すように、光源ユニット100と、光学系ユニット200と、原子セルユニット300とが配置されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, a light source unit 100, an optical system unit 200, and an atomic cell unit 300 are arranged on the support member 400.

支持部材400の固定端402側および自由端404側のうち、固定端402側に、光源ユニット100が配置されている。光源ユニット100は、光源容器140が貫通孔422に位置するように、例えば、ねじ(図示せず)によって、光源支持部420の-X軸方向側の面に固定されている。図示の例では、光源120は、光源容器140および光源基板150を介して、支持部材400の固定端402側に配置されている。光学系ユニット200は、例えば、ねじ(図示せず)によって、光源支持部420の+X軸方向側の面に固定されている。 The light source unit 100 is arranged on the fixed end 402 side of the fixed end 402 side and the free end 404 side of the support member 400. The light source unit 100 is fixed to the surface of the light source support portion 420 on the −X-axis direction side by, for example, a screw (not shown) so that the light source container 140 is located in the through hole 422. In the illustrated example, the light source 120 is arranged on the fixed end 402 side of the support member 400 via the light source container 140 and the light source substrate 150. The optical system unit 200 is fixed to the surface of the light source support portion 420 on the + X axis direction by, for example, a screw (not shown).

支持部材400の固定端402側および自由端404側のうち、自由端404側に、原
子セルユニット300が配置されている。原子セルユニット300は、Z軸方向からみて、貫通孔412と重なるように、自由端404側に配置されている。図示の例では、原子セルユニット300は、ねじ374によって、原子セル支持部410に固定されている。図示の例では、原子セル310は、第1保持部材330、第1原子セル容器340、位置決め部材350,360、および第2原子セル容器370を介して、支持部材400の自由端404側に配置されている。
Of the fixed end 402 side and the free end 404 side of the support member 400, the atomic cell unit 300 is arranged on the free end 404 side. The atomic cell unit 300 is arranged on the free end 404 side so as to overlap the through hole 412 when viewed from the Z-axis direction. In the illustrated example, the atomic cell unit 300 is fixed to the atomic cell support portion 410 by a screw 374. In the illustrated example, the atomic cell 310 is located on the free end 404 side of the support member 400 via the first holding member 330, the first atomic cell container 340, the positioning members 350, 360, and the second atomic cell container 370. Has been done.

このように、支持部材400が外基部610に片持ちで固定されていることにより、例えば支持部材400の熱膨張率と外基部610の熱膨張率との差に起因する応力によって支持部材400が変形することを抑えることができる。仮に、支持部材400が外基部610に両持ちで固定されると、両者の熱膨張率の差に起因する応力によって、支持部材400が変形する場合がある。 As described above, since the support member 400 is cantileveredly fixed to the outer base portion 610, for example, the support member 400 is caused by the stress caused by the difference between the thermal expansion rate of the support member 400 and the thermal expansion rate of the outer base portion 610. It is possible to suppress deformation. If the support member 400 is fixed to the outer base portion 610 with both sides, the support member 400 may be deformed due to the stress caused by the difference in the thermal expansion rate between the two.

原子発振器10は、支持部材400に配置された突起440を含む。ここで、図12は、支持部材400、突起440、ねじ442、および外基部610を模式的に示す断面図であって、図11のXII-XII線に相当する断面図である。 The atomic oscillator 10 includes a protrusion 440 arranged on the support member 400. Here, FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing the support member 400, the protrusion 440, the screw 442, and the outer base portion 610, and is a cross-sectional view corresponding to the XII-XII line of FIG.

突起440は、図2および図12に示すように、支持部材400の自由端404側に配置されている。突起440は、支持部材400の外基部610と対向する面に配置され、該面から外基部610側に突出している。図12に示す例では、突起440は、ねじ442によって支持部材400に固定されている。突起440は、ワッシャーであってもよい。 As shown in FIGS. 2 and 12, the protrusion 440 is arranged on the free end 404 side of the support member 400. The protrusion 440 is arranged on a surface of the support member 400 facing the outer base portion 610, and protrudes from the surface toward the outer base portion 610. In the example shown in FIG. 12, the protrusion 440 is fixed to the support member 400 by a screw 442. The protrusion 440 may be a washer.

突起440は、支持部材400が外基部610側に撓んで自由端404が外基部610に近づいた場合に、支持部材400よりも先に外基部610に接触する。これにより、例えば、外部からZ軸方向の力が加わっても、突起440によって支持部材400の変形を抑えることができる。したがって、突起440の位置は、固定端402よりも自由端404側であれば、突起440の高さを適切に設計することで、支持部材400の変形を抑えることができる。なお、突起440の形状は、特に限定されず、例えば、棒状であってもよい。 When the support member 400 bends toward the outer base portion 610 and the free end 404 approaches the outer base portion 610, the protrusion 440 comes into contact with the outer base portion 610 before the support member 400. Thereby, for example, even if a force in the Z-axis direction is applied from the outside, the protrusion 440 can suppress the deformation of the support member 400. Therefore, if the position of the protrusion 440 is closer to the free end 404 than the fixed end 402, the deformation of the support member 400 can be suppressed by appropriately designing the height of the protrusion 440. The shape of the protrusion 440 is not particularly limited, and may be, for example, a rod shape.

図示の例では、支持部材400の固定端402側および自由端404側のうち、固定端402側に、光源ユニット100が配置され、支持部材400の固定端402側および自由端404側のうち、自由端404側に、原子セルユニット300が配置さている。そのため、突起440によって、原子セル310が光源120に対してずれることを抑えることができる。 In the illustrated example, the light source unit 100 is arranged on the fixed end 402 side of the fixed end 402 side and the free end 404 side of the support member 400, and among the fixed end 402 side and the free end 404 side of the support member 400. The atomic cell unit 300 is arranged on the free end 404 side. Therefore, the protrusion 440 can prevent the atomic cell 310 from shifting with respect to the light source 120.

突起440と外基部610との間には、空隙2がある。突起440の少なくとも外基部610に対向する対向部分444の材質は、断熱材である。具体的には、突起440は、断熱部材であり、突起440の材質は、例えば、位置決め部材350,360と同じである。突起440の対向部分444の材質が断熱材であることにより、突起440が外基部610と接したとしても、ヒーターユニット380の熱が、第2原子セル容器370、支持部材400、および突起440を介して、外基部610に伝わることを抑えることができる。ヒーターユニット380の熱が、突起440を介して外基部610に伝わると、ヒーターユニット380の熱が光源120に伝わり、光源120を所望の温度にすることができない場合がある。なお、図示はしないが、対向部分444の材質は、断熱材であり、突起440の対向部分444以外の部分の材質は、熱伝導率の高い材料であってもよい。また、突起440の材質は、断熱材でなくてもよい。 There is a gap 2 between the protrusion 440 and the outer base 610. The material of the facing portion 444 facing at least the outer base portion 610 of the protrusion 440 is a heat insulating material. Specifically, the protrusion 440 is a heat insulating member, and the material of the protrusion 440 is, for example, the same as that of the positioning members 350 and 360. Since the material of the facing portion 444 of the protrusion 440 is a heat insulating material, even if the protrusion 440 comes into contact with the outer base portion 610, the heat of the heater unit 380 causes the second atomic cell container 370, the support member 400, and the protrusion 440 to come into contact with each other. It is possible to suppress transmission to the outer base portion 610 via the above. When the heat of the heater unit 380 is transferred to the outer base 610 via the protrusion 440, the heat of the heater unit 380 is transferred to the light source 120, and the light source 120 may not be able to reach a desired temperature. Although not shown, the material of the facing portion 444 may be a heat insulating material, and the material of the portion other than the facing portion 444 of the protrusion 440 may be a material having a high thermal conductivity. Further, the material of the protrusion 440 does not have to be a heat insulating material.

制御ユニット500は、図2に示すように、回路基板502を有している。回路基板5
02は、複数のリードピン504を介して、外基部610に固定されている。回路基板502は、図示しないIC(Integrated Circuit)チップが配置されており、ICチップは、温度制御部510、光源制御部520、磁場制御部530、および温度制御部540として機能する。ICチップは、光源ユニット100および原子セルユニット300と電気的に接続されている。回路基板502には、支持部材400が挿通されている貫通孔503が設けられている。
As shown in FIG. 2, the control unit 500 has a circuit board 502. Circuit board 5
02 is fixed to the outer base 610 via a plurality of lead pins 504. An IC (Integrated Circuit) chip (not shown) is arranged on the circuit board 502, and the IC chip functions as a temperature control unit 510, a light source control unit 520, a magnetic field control unit 530, and a temperature control unit 540. The IC chip is electrically connected to the light source unit 100 and the atomic cell unit 300. The circuit board 502 is provided with a through hole 503 through which the support member 400 is inserted.

外容器600は、光源ユニット100、光学系ユニット200、原子セルユニット300、支持部材400、突起440、および制御ユニット500を収容している。外容器600は、外基部(第1部材)610と、外基部610とは別体の外蓋部(第2部材)620と、を有している。外容器600の材質は、例えば、第1原子セル容器340と同じである。そのため、外容器600は、外部からの磁気を遮蔽することができ、外部からの磁気によって原子セル310内のアルカリ金属原子が影響を受けることを抑えることができる。 The outer container 600 houses a light source unit 100, an optical system unit 200, an atomic cell unit 300, a support member 400, a protrusion 440, and a control unit 500. The outer container 600 has an outer base portion (first member) 610 and an outer lid portion (second member) 620 separate from the outer base portion 610. The material of the outer container 600 is, for example, the same as that of the first atomic cell container 340. Therefore, the outer container 600 can shield the magnetism from the outside, and can suppress the influence of the alkali metal atom in the atomic cell 310 by the magnetism from the outside.

外容器600は、第1外容器面(第1面)612と、第1外容器面612とは異なる第2外容器面(第2面)622と、を有している。具体的には、外基部610は、第1外容器面612を有し、外蓋部620は、第2外容器面622を有している。 The outer container 600 has a first outer container surface (first surface) 612 and a second outer container surface (second surface) 622 different from the first outer container surface 612. Specifically, the outer base portion 610 has a first outer container surface 612, and the outer lid portion 620 has a second outer container surface 622.

図示の例では、第1外容器面612は、外基部610の+Z軸方向を向く面であり、第1外容器面612の垂線P方向は、Z軸方向である。第1外容器面612は、台座部611の上面である第1領域612aと、Z軸方向からみて、第1領域612aを挟むように配置された第2領域612bおよび第3領域612cと、を有している。支持部材400は、第1外容器面612に配置されている。第2外容器面622は、第1外容器面612と対向する面である。図示の例では、第2外容器面622は、外蓋部620の-Z軸方向を向く面である。 In the illustrated example, the first outer container surface 612 is a surface of the outer base portion 610 facing the + Z axis direction, and the perpendicular P direction of the first outer container surface 612 is the Z axis direction. The first outer container surface 612 includes a first region 612a which is an upper surface of the pedestal portion 611, and a second region 612b and a third region 612c arranged so as to sandwich the first region 612a when viewed from the Z-axis direction. Have. The support member 400 is arranged on the first outer container surface 612. The second outer container surface 622 is a surface facing the first outer container surface 612. In the illustrated example, the second outer container surface 622 is a surface of the outer lid portion 620 facing the −Z axis direction.

光源ユニット100と第1外容器面612とは、接続されている。図示の例では、光源ユニット100と第1外容器面612とは、支持部材400および伝熱部材614を介して、接続されている。このように「接続」とは、A部材とB部材(またはB面)とが直接的に接続されている場合と、A部材とB部材とがC部材を介して間接的に接続されている場合と、を含む。伝熱部材614は、支持部材400と第1外容器面612との間に設けられている。伝熱部材614は、例えば、板状、シート状である。伝熱部材614の熱伝導率は、支持部材400の熱伝導率および外基部610の熱伝導率よりも高い。伝熱部材614の材質は、例えば、アルミニウム、チタン、銅、または、放熱性の高いシリコーンである。 The light source unit 100 and the first outer container surface 612 are connected to each other. In the illustrated example, the light source unit 100 and the first outer container surface 612 are connected via a support member 400 and a heat transfer member 614. In this way, "connection" means that the A member and the B member (or the B surface) are directly connected, and the A member and the B member are indirectly connected via the C member. Including cases and. The heat transfer member 614 is provided between the support member 400 and the first outer container surface 612. The heat transfer member 614 has, for example, a plate shape or a sheet shape. The thermal conductivity of the heat transfer member 614 is higher than the thermal conductivity of the support member 400 and the thermal conductivity of the outer base 610. The material of the heat transfer member 614 is, for example, aluminum, titanium, copper, or silicone having high heat dissipation.

光源ユニット100と第2外容器面622との間には、空隙4がある。すなわち、光源ユニット100は、第2外容器面622と離間して配置されている。換言すると、光源ユニット100と第2外容器面622とは、接続されていない。 There is a gap 4 between the light source unit 100 and the second outer container surface 622. That is, the light source unit 100 is arranged apart from the second outer container surface 622. In other words, the light source unit 100 and the second outer container surface 622 are not connected.

原子セルユニット300と第2外容器面622とは、接続されている。図示の例では、原子セルユニット300と第2外容器面622とは、伝熱部材392を介して、接続されている。原子セル310と外蓋部620とは、接続されている。図示の例では、原子セル310と外蓋部620とは、保持部材330,332、第1原子セル容器340、スペーサー369、ペルチェ素子390、伝熱部材392を介して、接続されている。 The atomic cell unit 300 and the second outer container surface 622 are connected to each other. In the illustrated example, the atomic cell unit 300 and the second outer container surface 622 are connected via a heat transfer member 392. The atomic cell 310 and the outer lid portion 620 are connected to each other. In the illustrated example, the atomic cell 310 and the outer lid portion 620 are connected via a holding member 330, 332, a first atomic cell container 340, a spacer 369, a Pelche element 390, and a heat transfer member 392.

原子セルユニット300と第1外容器面612との間には、空隙6がある。すなわち、原子セルユニット300は、第1外容器面612と離間して配置されている。 There is a void 6 between the atomic cell unit 300 and the first outer container surface 612. That is, the atomic cell unit 300 is arranged apart from the first outer container surface 612.

図示の例では、光源ユニット100と外容器600とは、第1外容器面612のみで接続され、原子セルユニット300と外容器600とは、第2外容器面622のみで接続されている。なお、光源ユニット100と原子セルユニット300とが同一の面に接続されていなければ、光源ユニット100と外容器600とは第1外容器面612のみで接続されていなくてもよいし、原子セルユニット300と外容器600とは第2外容器面622のみで接続されていなくてもよい。例えば、光源ユニット100と外容器600とは、第1外容器面612に加えて、第1外容器面612および第2外容器面622とは異なる面でさらに接続されていてもよい。また、原子セルユニット300と外容器600とは、第2外容器面622に加えて、第1外容器面612および第2外容器面622とは異なる面でさらに接続されていてもよい。 In the illustrated example, the light source unit 100 and the outer container 600 are connected only by the first outer container surface 612, and the atomic cell unit 300 and the outer container 600 are connected only by the second outer container surface 622. If the light source unit 100 and the atomic cell unit 300 are not connected to the same surface, the light source unit 100 and the outer container 600 may not be connected only by the first outer container surface 612, and the atomic cell may not be connected. The unit 300 and the outer container 600 may not be connected only by the second outer container surface 622. For example, the light source unit 100 and the outer container 600 may be further connected to each other on a surface different from the first outer container surface 612 and the second outer container surface 622 in addition to the first outer container surface 612. Further, the atomic cell unit 300 and the outer container 600 may be further connected to each other on a surface different from the first outer container surface 612 and the second outer container surface 622, in addition to the second outer container surface 622.

上記のように、光源ユニット100が第2外容器面622と離間して第1外容器面612に接続され、かつ原子セルユニット300が第1外容器面612と離間して第2外容器面622に接続されていることにより、光源ユニット100の熱(具体的にはペルチェ素子110の熱)を、第1外容器面612を有する外基部610から外部に放出し、かつ原子セルユニット300の熱(具体的にはヒーターユニット380の熱)を、第2外容器面622を有する外蓋部620から外部に放出することができる。そのため、例えば外基部610を介して、光源ユニット100の熱が原子セル310に伝わったり、原子セルユニット300の熱が光源120に伝わったりすることを抑えることができる。 As described above, the light source unit 100 is separated from the second outer container surface 622 and connected to the first outer container surface 612, and the atomic cell unit 300 is separated from the first outer container surface 612 and is connected to the second outer container surface. By being connected to 622, the heat of the light source unit 100 (specifically, the heat of the Pelche element 110) is released to the outside from the outer base 610 having the first outer container surface 612, and the atomic cell unit 300 The heat (specifically, the heat of the heater unit 380) can be discharged to the outside from the outer lid portion 620 having the second outer container surface 622. Therefore, for example, it is possible to prevent the heat of the light source unit 100 from being transferred to the atomic cell 310 or the heat of the atomic cell unit 300 to be transferred to the light source 120 via the outer base portion 610.

光源ユニット100と原子セルユニット300との間の、支持部材400を介する経路の第1熱抵抗は、光源ユニット100と第1外容器面612との間の第2熱抵抗、および原子セルユニット300と第2外容器面622との間の第3熱抵抗よりも高い。第2熱抵抗は、例えば、光源ユニット100と第1外容器面612との間の、支持部材400を介する経路の熱抵抗である。第3熱抵抗は、例えば、原子セルユニット300と第2外容器面622との間の、伝熱部材392を介する経路の熱抵抗である。 The first thermal resistance of the path between the light source unit 100 and the atomic cell unit 300 via the support member 400 is the second thermal resistance between the light source unit 100 and the first outer container surface 612, and the atomic cell unit 300. Higher than the third thermal resistance between and the second outer container surface 622. The second thermal resistance is, for example, the thermal resistance of the path between the light source unit 100 and the first outer container surface 612 via the support member 400. The third thermal resistance is, for example, the thermal resistance of the path between the atomic cell unit 300 and the second outer container surface 622 via the heat transfer member 392.

熱抵抗は、温度の伝わりにくさを表すものである。ある部材の熱抵抗R[K/W]は、一般に、部材の熱伝導率をλ[W/m・K]、部材の断面積をS[m]、部材の長さをL[m]として、温度差ΔTが部材の長さ方向に生じる場合に、R[K/W]=L/(λ・S)として計算される。また、形状が複雑な場合や部品点数が多い場合には、熱シミュレーションによって、複合的な熱抵抗を大よそ計算することができる。例えば、光源ユニット100、原子セルユニット300、支持部材400、および外容器面612,622をモデル化させたシミュレーションにおいて、光源ユニット100および原子セルユニット300を発熱させ、支持部材400、および外容器面612,622の温度を求めることにより、第1抵抗、第2熱抵抗、および第3熱抵抗の大小関係を知ることができる。 Thermal resistance represents the difficulty of transmitting temperature. The thermal resistance R [K / W] of a member is generally such that the thermal conductivity of the member is λ [W / m · K], the cross-sectional area of the member is S [m 2 ], and the length of the member is L [m]. When the temperature difference ΔT occurs in the length direction of the member, it is calculated as R [K / W] = L / (λ · S). Further, when the shape is complicated or the number of parts is large, the complex thermal resistance can be roughly calculated by thermal simulation. For example, in a simulation in which the light source unit 100, the atomic cell unit 300, the support member 400, and the outer container surface 612,622 are modeled, the light source unit 100 and the atomic cell unit 300 are heated to generate heat, and the support member 400 and the outer container surface are generated. By determining the temperature of 612,622, it is possible to know the magnitude relationship between the first resistance, the second thermal resistance, and the third thermal resistance.

上記のように、支持部材400には、貫通孔412が設けられている。原子セル支持部410の、原子セルユニット300が配置される部分と、光源支持部420と、の間の部分は、貫通孔412によって細く、すなわち、断面積が小さくなる。これにより、第1熱抵抗を高くすることができる。また、Z軸方向からみて、原子セルユニット300は、貫通孔412と重なるように配置されている。つまり、原子セルユニット300と第1外容器面612との間には、貫通孔412がない場合よりも大きな空隙がある。これにより、貫通孔412がない場合よりも、原子セルユニット300と第1外容器面612との間の熱の移動を抑えことができる。 As described above, the support member 400 is provided with a through hole 412. The portion of the atomic cell support portion 410 between the portion where the atomic cell unit 300 is arranged and the light source support portion 420 is narrowed by the through hole 412, that is, the cross-sectional area is reduced. Thereby, the first thermal resistance can be increased. Further, the atomic cell unit 300 is arranged so as to overlap the through hole 412 when viewed from the Z-axis direction. That is, there is a larger void between the atomic cell unit 300 and the first outer container surface 612 than when there is no through hole 412. As a result, heat transfer between the atomic cell unit 300 and the first outer container surface 612 can be suppressed as compared with the case where the through hole 412 is not provided.

ここで、図13は、支持部材400に対する、原子セル310の位置決めについて説明するための図である。 Here, FIG. 13 is a diagram for explaining the positioning of the atomic cell 310 with respect to the support member 400.

原子セル310は、加熱素子381に向かって第1原子セル容器340に押圧されてい
る(図13の矢印F1参照)。図示の例では、原子セル310は、-Y軸方向に向かって第1原子セル容器340の壁部345に押圧されている。原子セル310は、第1保持部材330に保持されており、第1保持部材330が加熱素子381に向かって第1原子セル容器340に押圧されている。このように、図示の例では、原子セル310を保持する第1保持部材330が押圧されることで、原子セル310が押圧されている。
The atomic cell 310 is pressed against the first atomic cell container 340 toward the heating element 381 (see arrow F1 in FIG. 13). In the illustrated example, the atomic cell 310 is pressed against the wall portion 345 of the first atomic cell container 340 in the −Y axis direction. The atomic cell 310 is held by the first holding member 330, and the first holding member 330 is pressed against the first atomic cell container 340 toward the heating element 381. As described above, in the illustrated example, the atomic cell 310 is pressed by pressing the first holding member 330 that holds the atomic cell 310.

原子セル310は、第1原子セル容器340にねじ331によって固定されている。図示の例では、原子セル310を保持する第1保持部材330が第1原子セル容器340にねじ331によって固定されている。これにより、原子セル310が第1原子セル容器340に固定される。 The atomic cell 310 is fixed to the first atomic cell container 340 by a screw 331. In the illustrated example, the first holding member 330 that holds the atomic cell 310 is fixed to the first atomic cell container 340 by a screw 331. As a result, the atomic cell 310 is fixed to the first atomic cell container 340.

ねじ331で原子セル310が第1原子セル容器340に固定されることによって、原子セル310が加熱素子381に向かって第1原子セル容器340に押圧される。図示の例では、ねじ331で第1保持部材330が第1原子セル容器340に固定されることによって、第1保持部材330が加熱素子381に向かって第1原子セル容器340に押圧される。 By fixing the atomic cell 310 to the first atomic cell container 340 with the screw 331, the atomic cell 310 is pressed against the first atomic cell container 340 toward the heating element 381. In the illustrated example, the first holding member 330 is fixed to the first atomic cell container 340 by the screw 331, so that the first holding member 330 is pressed against the first atomic cell container 340 toward the heating element 381.

具体的には、第1原子セル容器340の貫通孔を通したねじ331を第1保持部材330のねじ穴にねじ込み締め付けを行うことによって、第1原子セル容器340と第1保持部材330とを締結する力(締結力)が働き、第1原子セル容器340と第1保持部材330とが締結される。この締結力によって、第1保持部材330、すなわち原子セル310が加熱素子381に向かって第1原子セル容器340に押圧される。 Specifically, the first atomic cell container 340 and the first holding member 330 are attached by screwing and tightening the screw 331 through the through hole of the first atomic cell container 340 into the screw hole of the first holding member 330. A fastening force (fastening force) acts to fasten the first atomic cell container 340 and the first holding member 330. By this fastening force, the first holding member 330, that is, the atomic cell 310 is pressed against the first atomic cell container 340 toward the heating element 381.

加熱素子381は、原子セル310に向かって第1原子セル容器340に押圧されている(図13の矢印F2参照)。図示の例では、加熱素子381は、+Y軸方向に向かって第1原子セル容器340の壁部345に押圧されている。加熱素子381は、ヒーター容器382に保持されており、ヒーター容器382が原子セル310に向かって第1原子セル容器340に押圧されている。このように、図示の例では、加熱素子381を保持するヒーター容器382が押圧されることで、加熱素子381が押圧されている。 The heating element 381 is pressed against the first atomic cell container 340 toward the atomic cell 310 (see arrow F2 in FIG. 13). In the illustrated example, the heating element 381 is pressed against the wall portion 345 of the first atomic cell container 340 in the + Y axis direction. The heating element 381 is held in the heater container 382, and the heater container 382 is pressed against the first atomic cell container 340 toward the atomic cell 310. As described above, in the illustrated example, the heating element 381 is pressed by pressing the heater container 382 holding the heating element 381.

加熱素子381は、第1原子セル容器340を収容する第2原子セル容器370にねじ389によって固定されている。図示の例では、加熱素子381を保持するヒーター容器382が第2原子セル容器370にねじ389によって固定されている。これにより、加熱素子381が第2原子セル容器370に固定される。 The heating element 381 is fixed to the second atomic cell container 370 accommodating the first atomic cell container 340 by a screw 389. In the illustrated example, the heater container 382 holding the heating element 381 is fixed to the second atomic cell container 370 by a screw 389. As a result, the heating element 381 is fixed to the second atomic cell container 370.

ねじ389で加熱素子381が第2原子セル容器370に固定されることによって、加熱素子381が原子セル310に向かって第1原子セル容器340に押圧される。図示の例では、ねじ389でヒーター容器382が第2原子セル容器370に固定されることによって、ヒーター容器382が原子セル310に向かって第1原子セル容器340に押圧される。 By fixing the heating element 381 to the second atomic cell container 370 with the screw 389, the heating element 381 is pressed against the first atomic cell container 340 toward the atomic cell 310. In the illustrated example, the heater container 382 is fixed to the second atomic cell container 370 by the screw 389, so that the heater container 382 is pressed against the first atomic cell container 340 toward the atomic cell 310.

具体的には、ヒーター容器382の貫通孔383a,384aを通したねじ389を第2原子セル容器370のねじ穴にねじ込み締め付けを行うことによって、ヒーター容器382と第2原子セル容器370とを締結する力(締結力)が働き、ヒーター容器382と第2原子セル容器370とが締結される。この締結力によって、ヒーター容器382、すなわち加熱素子381が原子セル310に向かって第1原子セル容器340に押圧される。 Specifically, the heater container 382 and the second atomic cell container 370 are fastened by screwing and tightening the screw 389 through the through holes 383a and 384a of the heater container 382 into the screw hole of the second atomic cell container 370. The force (fastening force) is exerted to fasten the heater container 382 and the second atomic cell container 370. By this fastening force, the heater container 382, that is, the heating element 381 is pressed against the first atomic cell container 340 toward the atomic cell 310.

第1原子セル容器340は、加熱素子381が原子セル310に向かって第1原子セル容器340に押圧されることによって、第1位置決め部材350に押し当てられている。
図示の例では、第1原子セル容器340は、加熱素子381が配置される外表面34fと、原子セル310に対して外表面34fとは反対側に位置する外表面34cと、を有し、第1位置決め部材350のブロック壁部352c,354c(図5および図7参照)に、外表面34cが押し当てられている。第1原子セル容器340が第1位置決め部材350に押し当てられることにより、ブロック壁部352c,354cの外表面34cが押し当てられる面を基準面として、第1保持部材330、すなわち原子セル310が位置決めされる。そのため、支持部材400に対して、原子セル310を位置精度よく配置することができる。
The first atomic cell container 340 is pressed against the first positioning member 350 by the heating element 381 being pressed against the first atomic cell container 340 toward the atomic cell 310.
In the illustrated example, the first atomic cell container 340 has an outer surface 34f on which the heating element 381 is arranged and an outer surface 34c located on the opposite side of the outer surface 34f with respect to the atomic cell 310. The outer surface 34c is pressed against the block wall portions 352c and 354c (see FIGS. 5 and 7) of the first positioning member 350. When the first atomic cell container 340 is pressed against the first positioning member 350, the first holding member 330, that is, the atomic cell 310 is formed with the surface on which the outer surface 34c of the block wall portions 352c and 354c is pressed as a reference surface. Positioned. Therefore, the atomic cell 310 can be arranged with high positional accuracy with respect to the support member 400.

さらに、上記のように、原子セル310は加熱素子381に向かって第1原子セル容器340に押圧され(図13の矢印F1参照)、加熱素子381は原子セル310に向かって第1原子セル容器340に押圧されている(図13の矢印F2参照)。そのため、原子セル310を効率よく加熱することができる。 Further, as described above, the atomic cell 310 is pressed against the first atomic cell container 340 toward the heating element 381 (see arrow F1 in FIG. 13), and the heating element 381 is pressed toward the atomic cell 310 toward the first atomic cell container. It is pressed by 340 (see arrow F2 in FIG. 13). Therefore, the atomic cell 310 can be efficiently heated.

原子発振器10は、例えば、以下の特徴を有する。 The atomic oscillator 10 has, for example, the following features.

原子発振器10では、光源ユニット100と第1外容器面612とは、接続され、光源ユニット100と第2外容器面622との間には、空隙4があり、原子セルユニット300と第2外容器面622とは、接続され、原子セルユニット300と第1外容器面612との間には、空隙6がある。そのため、原子発振器10では、光源ユニット100および原子セルユニット300が外容器600の同じ面に接続されている場合に比べて、外容器600を介して、光源ユニット100の熱(具体的にはペルチェ素子110の熱)が原子セル310に伝わったり、原子セルユニット300の熱(具体的にはヒーターユニット380の熱)が光源120に伝わったりすることを抑えることができる。このように、原子発振器10では、光源ユニット100と原子セルユニット300との間の熱の干渉を抑えることができる。したがって、原子発振器10では、光源120の温度および原子セル310の温度が不安定になることを抑えることができ、例えば光源120および原子セル310を所望の温度にすることができる。その結果、原子発振器10は、高い周波数安定度を有することができる。さらに、光源120と原子セル310と温度制御を容易にすることができる。 In the atomic oscillator 10, the light source unit 100 and the first outer container surface 612 are connected, and there is a gap 4 between the light source unit 100 and the second outer container surface 622, and the atomic cell unit 300 and the second outer container surface 622. It is connected to the container surface 622, and there is a gap 6 between the atomic cell unit 300 and the first outer container surface 612. Therefore, in the atomic oscillator 10, the heat of the light source unit 100 (specifically, Pelche) through the outer container 600 is compared with the case where the light source unit 100 and the atomic cell unit 300 are connected to the same surface of the outer container 600. It is possible to prevent the heat of the element 110 from being transferred to the atomic cell 310 and the heat of the atomic cell unit 300 (specifically, the heat of the heater unit 380) from being transferred to the light source 120. In this way, the atomic oscillator 10 can suppress heat interference between the light source unit 100 and the atomic cell unit 300. Therefore, in the atomic oscillator 10, it is possible to prevent the temperature of the light source 120 and the temperature of the atomic cell 310 from becoming unstable, and for example, the light source 120 and the atomic cell 310 can be set to desired temperatures. As a result, the atomic oscillator 10 can have high frequency stability. Further, the light source 120, the atomic cell 310, and the temperature control can be facilitated.

原子発振器10では、第1外容器面612と第2外容器面622とは、対向している。そのため、原子発振器10では、光源ユニット100の熱および原子セルユニット300の熱を、互いに反対方向に伝えることができ、光源ユニット100の熱が原子セル310に伝わったり、原子セルユニット300の熱が光源120に伝わったりすることを、より確実に抑えることができる。 In the atomic oscillator 10, the first outer container surface 612 and the second outer container surface 622 face each other. Therefore, in the atomic oscillator 10, the heat of the light source unit 100 and the heat of the atomic cell unit 300 can be transferred in opposite directions to each other, and the heat of the light source unit 100 is transferred to the atomic cell 310 or the heat of the atomic cell unit 300 is transferred. It is possible to more reliably suppress transmission to the light source 120.

原子発振器10では、外容器600は、第1外容器面612を有する外基部610と、第2外容器面622を有する、外基部610とは別体の外蓋部620と、を有している。そのため、原子発振器10では、例えば第1外容器面612および第2外容器面622を1つの部材が有している場合に比べて、第1外容器面612と第2外容器面622との間で熱を伝わり難くすることができる。これにより、原子発振器10では、外容器600を介して、光源ユニット100の熱が原子セル310に伝わったり、原子セルユニット300の熱が光源120に伝わったりすることを、より確実に抑えることができる。 In the atomic oscillator 10, the outer container 600 has an outer base portion 610 having a first outer container surface 612 and an outer lid portion 620 having a second outer container surface 622 and separate from the outer base portion 610. There is. Therefore, in the atomic oscillator 10, for example, the first outer container surface 612 and the second outer container surface 622 are different from each other as compared with the case where one member has the first outer container surface 612 and the second outer container surface 622. It is possible to make it difficult for heat to be transmitted between them. As a result, in the atomic oscillator 10, it is possible to more reliably suppress the heat of the light source unit 100 from being transferred to the atomic cell 310 and the heat of the atomic cell unit 300 from being transferred to the light source 120 through the outer container 600. can.

原子発振器10では、光源ユニット100と原子セルユニット300との間の、支持部材400を介する経路の第1熱抵抗は、光源ユニット100と第1外容器面612との間の第2熱抵抗、および原子セルユニット300と第2外容器面622との間の第3熱抵抗よりも高い。そのため、原子発振器10では、例えば第1熱抵抗が第2熱抵抗および第3熱抵抗よりも低い場合に比べて、支持部材400を介して、光源ユニット100の熱が原
子セル310に伝わったり、原子セルユニット300の熱が光源120に伝わったりすることを抑えることができる。
In the atomic oscillator 10, the first thermal resistance of the path between the light source unit 100 and the atomic cell unit 300 via the support member 400 is the second thermal resistance between the light source unit 100 and the first outer container surface 612. And higher than the third thermal resistance between the atomic cell unit 300 and the second outer container surface 622. Therefore, in the atomic oscillator 10, the heat of the light source unit 100 is transferred to the atomic cell 310 through the support member 400, as compared with the case where the first thermal resistance is lower than, for example, the second thermal resistance and the third thermal resistance. It is possible to prevent the heat of the atomic cell unit 300 from being transferred to the light source 120.

原子発振器10では、支持部材400と第1外容器面612との間には、伝熱部材614が配置されている。そのため、原子発振器10では、支持部材400と、第1外容器面612を有する外容器600と、の間で、熱を伝え易くすることができる。 In the atomic oscillator 10, a heat transfer member 614 is arranged between the support member 400 and the first outer container surface 612. Therefore, in the atomic oscillator 10, heat can be easily transferred between the support member 400 and the outer container 600 having the first outer container surface 612.

原子発振器10では、第2原子セル容器370は、原子セル310を収容し、第2原子セル容器370と支持部材400との間には、断熱部材376が配置されている。そのため、原子発振器10では、第2原子セル容器370と支持部材400との間で、熱を伝え難くすることができる。これにより、原子発振器10では、外容器600を介して、光源ユニット100の熱が原子セル310に伝わったり、原子セルユニット300の熱が光源120に伝わったりすることを、より確実に抑えることができる。 In the atomic oscillator 10, the second atomic cell container 370 accommodates the atomic cell 310, and a heat insulating member 376 is arranged between the second atomic cell container 370 and the support member 400. Therefore, in the atomic oscillator 10, it is possible to make it difficult to transfer heat between the second atomic cell container 370 and the support member 400. As a result, in the atomic oscillator 10, it is possible to more reliably suppress the heat of the light source unit 100 from being transferred to the atomic cell 310 and the heat of the atomic cell unit 300 from being transferred to the light source 120 through the outer container 600. can.

原子発振器10では、光源ユニット100と外容器600とは、第1外容器面612のみで接続され、原子セルユニット300と外容器600とは、第2外容器面622のみで接続されている。そのため、原子発振器10では、光源ユニット100または原子セルユニット300と外容器600とが他の面でも接続される場合と比較して、外容器600を介して、光源ユニット100の熱が原子セル310に伝わったり、原子セルユニット300の熱が光源120に伝わったりすることを、より確実に抑えることができる。 In the atomic oscillator 10, the light source unit 100 and the outer container 600 are connected only by the first outer container surface 612, and the atomic cell unit 300 and the outer container 600 are connected only by the second outer container surface 622. Therefore, in the atomic oscillator 10, the heat of the light source unit 100 is transferred to the atomic cell 310 through the outer container 600 as compared with the case where the light source unit 100 or the atomic cell unit 300 and the outer container 600 are also connected to each other. It is possible to more reliably suppress the transfer of heat from the atomic cell unit 300 to the light source 120.

2. 原子発振器の変形例
2.1. 第1変形例
次に、本実施形態の第1変形例に係る原子発振器について、図面を参照しながら説明する。図14は、本実施形態の第1変形例に係る原子発振器11を模式的に示す断面図である。なお、便宜上、図14では、外容器600および低熱伝導率部材630以外の部材の図示を省略している。
2. 2. Modification example of atomic oscillator 2.1. First Modification Example Next, the atomic oscillator according to the first modification of the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing the atomic oscillator 11 according to the first modification of the present embodiment. For convenience, in FIG. 14, members other than the outer container 600 and the low thermal conductivity member 630 are not shown.

以下、本実施形態の第1変形例に係る原子発振器11において、上述した本実施形態に係る原子発振器10の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。このことは、後述する本実施形態の第2,第3,第4,第5,第6,第7変形例に係る原子発振器において、同様である。 Hereinafter, the atomic oscillator 11 according to the first modification of the present embodiment will be described with respect to the points different from the above-mentioned example of the atomic oscillator 10 according to the present embodiment, and the same points will be omitted. This is the same in the atomic oscillator according to the second, third, fourth, fifth, sixth, and seventh modifications of the present embodiment, which will be described later.

原子発振器11では、図14に示すように、外容器600の外基部610と外蓋部620との間に、外基部610の熱伝導率および外蓋部620の熱伝導率よりも熱伝導率が低い低熱伝導率部材(第3部材)630を含む点において、上述した原子発振器10と異なる。 In the atomic oscillator 11, as shown in FIG. 14, the thermal conductivity between the outer base portion 610 and the outer lid portion 620 of the outer container 600 is higher than the thermal conductivity of the outer base portion 610 and the thermal conductivity of the outer lid portion 620. It differs from the above-mentioned atomic oscillator 10 in that it includes a low thermal conductivity member (third member) 630.

外基部610と外蓋部620とは、低熱伝導率部材630によって接合されていてもよい。低熱伝導率部材630としては、例えば、樹脂フィルム、溶剤に樹脂を溶かした樹脂系接着剤、はんだなどが挙げられる。 The outer base portion 610 and the outer lid portion 620 may be joined by a low thermal conductivity member 630. Examples of the low thermal conductivity member 630 include a resin film, a resin-based adhesive in which a resin is dissolved in a solvent, and solder.

原子発振器11では、上記のように、外基部610と外蓋部620との間に、外基部610の熱伝導率および外蓋部620の熱伝導率よりも熱伝導率が低い低熱伝導率部材630を含む。そのため、原子発振器11では、外基部610と外蓋部620との間で熱を伝わり難くすることができる。これにより、原子発振器11では、外容器600を介して、光源ユニット100の熱が原子セル310に伝わったり、原子セルユニット300の熱が光源120に伝わったりすることを、より確実に抑えることができる。 In the atomic oscillator 11, as described above, the low thermal conductivity member has a lower thermal conductivity than the thermal conductivity of the outer base portion 610 and the thermal conductivity of the outer lid portion 620 between the outer base portion 610 and the outer lid portion 620. Includes 630. Therefore, in the atomic oscillator 11, it is possible to make it difficult for heat to be transferred between the outer base portion 610 and the outer lid portion 620. As a result, in the atomic oscillator 11, it is possible to more reliably suppress the heat of the light source unit 100 from being transferred to the atomic cell 310 and the heat of the atomic cell unit 300 from being transferred to the light source 120 through the outer container 600. can.

2.2. 第2変形例
次に、本実施形態の第2変形例に係る原子発振器について、図面を参照しながら説明する。図15は、本実施形態の第2変形例に係る原子発振器12を模式的に示す断面図である。なお、便宜上、図15では、支持部材400、突起440、ねじ442、および外基部610以外の部材の図示を省略している。
2.2. Second Modification Example Next, the atomic oscillator according to the second modification of the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 15 is a cross-sectional view schematically showing the atomic oscillator 12 according to the second modification of the present embodiment. For convenience, in FIG. 15, members other than the support member 400, the protrusion 440, the screw 442, and the outer base portion 610 are not shown.

原子発振器12では、図15に示すように、外基部610の少なくとも突起440に対向する対向部分616の材質は、断熱材である。具体的には、対向部分616の材質は、位置決め部材350,360と同じである。 In the atomic oscillator 12, as shown in FIG. 15, the material of the facing portion 616 facing at least the protrusion 440 of the outer base portion 610 is a heat insulating material. Specifically, the material of the facing portion 616 is the same as that of the positioning members 350 and 360.

原子発振器12では、外基部610の少なくとも突起440に対向する対向部分616の材質は、断熱材であるため、突起440が外基部610に接触したとしても、例えば、ヒーターユニット380の熱が、突起440を介して外基部610に伝わることを、より確実に抑えることができる。なお、図示はしないが、対向部分616の材質、および外基部610の対向部分616以外の部分の材質が、断熱材であってもよい。また、突起440の対向部分444の材質および外基部610の対向部分616の材質が断熱材であってもよく、いずれか一方のみが断熱材であってもよい。 In the atomic oscillator 12, since the material of the facing portion 616 facing at least the protrusion 440 of the outer base portion 610 is a heat insulating material, even if the protrusion 440 comes into contact with the outer base portion 610, for example, the heat of the heater unit 380 is generated by the protrusion. It is possible to more reliably suppress transmission to the outer base 610 via 440. Although not shown, the material of the facing portion 616 and the material of the portion other than the facing portion 616 of the outer base portion 610 may be a heat insulating material. Further, the material of the facing portion 444 of the protrusion 440 and the material of the facing portion 616 of the outer base portion 610 may be a heat insulating material, or only one of them may be a heat insulating material.

2.3. 第3変形例
次に、本実施形態の第3変形例に係る原子発振器について、図面を参照しながら説明する。図16は、本実施形態の第3変形例に係る原子発振器13を模式的に示す断面図である。なお、便宜上、図16では、光源ユニット100、原子セルユニット300、支持部材400、突起440、および外容器600以外の部材の図示を省略し、かつ各部材を簡略化して図示している。
2.3. Third Modified Example Next, the atomic oscillator according to the third modified example of the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 16 is a cross-sectional view schematically showing the atomic oscillator 13 according to the third modification of the present embodiment. For convenience, in FIG. 16, the members other than the light source unit 100, the atomic cell unit 300, the support member 400, the protrusion 440, and the outer container 600 are omitted, and each member is shown in a simplified manner.

上述した原子発振器10では、図2に示すように、支持部材400の固定端402側および自由端404側のうち、固定端402側に光源ユニット100が配置され、支持部材400の固定端402側および自由端404側のうち、自由端404側に原子セルユニット300が配置されていた。 In the above-mentioned atomic oscillator 10, as shown in FIG. 2, the light source unit 100 is arranged on the fixed end 402 side of the fixed end 402 side and the free end 404 side of the support member 400, and the fixed end 402 side of the support member 400. The atomic cell unit 300 was arranged on the free end 404 side of the free end 404 side.

これに対し、原子発振器13では、図16に示すように、支持部材400の固定端402側および自由端404側のうち、固定端402側に原子セルユニット300が配置され、支持部材400の固定端402側および自由端404側のうち、自由端404側に光源ユニット100が配置されている。すなわち、原子発振器13では、支持部材400の固定端402側および自由端404側のうち、固定端402側に原子セル310が配置され、支持部材400の固定端402側および自由端404側のうち、自由端404側に光源120が配置されている。また、原子セルユニット300は台座部611を介して第1外容器面612に接続され、光源ユニット100は、直接、または伝熱部材を介して第2外容器面622に接続されている。台座部611、または台座部611の近傍に伝熱部材、およびペルチェ素子の少なくとも一方が配置されていてもよい。 On the other hand, in the atomic oscillator 13, as shown in FIG. 16, the atomic cell unit 300 is arranged on the fixed end 402 side of the fixed end 402 side and the free end 404 side of the support member 400, and the support member 400 is fixed. Of the end 402 side and the free end 404 side, the light source unit 100 is arranged on the free end 404 side. That is, in the atomic oscillator 13, the atomic cell 310 is arranged on the fixed end 402 side of the fixed end 402 side and the free end 404 side of the support member 400, and among the fixed end 402 side and the free end 404 side of the support member 400. , The light source 120 is arranged on the free end 404 side. Further, the atomic cell unit 300 is connected to the first outer container surface 612 via the pedestal portion 611, and the light source unit 100 is connected to the second outer container surface 622 directly or via a heat transfer member. At least one of the heat transfer member and the Pelche element may be arranged in the vicinity of the pedestal portion 611 or the pedestal portion 611.

原子発振器13では、上記のように、支持部材400の固定端402側および自由端404側のうち、固定端402側に原子セル310が配置され、支持部材400の固定端402側および自由端404側のうち、自由端404側に光源120が配置されている。そのため、原子発振器13では、突起440によって、光源120が原子セル310に対してずれることを抑えることができる。 In the atomic oscillator 13, as described above, the atomic cell 310 is arranged on the fixed end 402 side of the fixed end 402 side and the free end 404 side of the support member 400, and the fixed end 402 side and the free end 404 of the support member 400 are arranged. Of the sides, the light source 120 is arranged on the free end 404 side. Therefore, in the atomic oscillator 13, the protrusion 440 can prevent the light source 120 from shifting with respect to the atomic cell 310.

また、図示はしないが、支持部材400は外基部610に固定された部分が1つあればよく、固定端402(固定された部分)の位置は支持部材400の端部でなくてもよい。例えば、固定された部分が支持部材の中央付近にあり、支持部材の両端が自由端であってもよい。この場合、固定された部分に対して一方の自由端側に原子セル310が配置され
、固定された部分に対して他方の自由端側に光源120が配置されていてもよい。また、2つの自由端の両方に突起440が配置されていてもよいし、固定された部分から端までの長さが相対的に長い方の自由端に突起440が配置されていてもよい。
Further, although not shown, the support member 400 may have only one portion fixed to the outer base portion 610, and the position of the fixed end 402 (fixed portion) does not have to be the end portion of the support member 400. For example, the fixed portion may be near the center of the support member and both ends of the support member may be free ends. In this case, the atomic cell 310 may be arranged on one free end side with respect to the fixed portion, and the light source 120 may be arranged on the other free end side with respect to the fixed portion. Further, the protrusion 440 may be arranged on both of the two free ends, or the protrusion 440 may be arranged on the free end having a relatively long length from the fixed portion to the end.

2.4. 第4変形例
次に、本実施形態の第4変形例に係る原子発振器について、図面を参照しながら説明する。図17は、本実施形態の第4変形例に係る原子発振器14を模式的に示す断面図である。なお、便宜上、図17では、光源ユニット100、原子セルユニット300、および外容器600以外の部材の図示を省略し、かつ各部材を簡略化して図示している。
2.4. Fourth Modified Example Next, the atomic oscillator according to the fourth modified example of the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 17 is a cross-sectional view schematically showing the atomic oscillator 14 according to the fourth modification of the present embodiment. For convenience, in FIG. 17, the members other than the light source unit 100, the atomic cell unit 300, and the outer container 600 are not shown, and each member is shown in a simplified manner.

上述した原子発振器10では、図2に示すように、光源ユニット100および原子セルユニット300は、共通の支持部材400に配置されていた。また、光源ユニット100は、支持部材400を介して第1外容器面612に接続され、原子セルユニット300は、伝熱部材392を介して第2外容器面622に接続されていた。 In the above-mentioned atomic oscillator 10, as shown in FIG. 2, the light source unit 100 and the atomic cell unit 300 are arranged on a common support member 400. Further, the light source unit 100 was connected to the first outer container surface 612 via the support member 400, and the atomic cell unit 300 was connected to the second outer container surface 622 via the heat transfer member 392.

これに対し、原子発振器14では、図17に示すように、支持部材400を含んでいない。例えば、光源ユニット100は、直接、第1外容器面612に接続され、原子セルユニット300は、直接、第2外容器面622に接続されていてもよい。また、図示はしないが、光源ユニット100は、第1外容器面612に配置された支持部材によって第1外容器面612に接続され、原子セルユニット300は、第2外容器面622に配置された別の支持部材によって、第2外容器面622に接続されていてもよい。いずれの場合も、光源ユニット100から出射された光が、原子セル310の第1空間312を通過するように、光源ユニット100と原子セル310とが配置されている。本変形例の構成によっても、光源ユニット100と原子セルユニット300との間での熱の移動を抑えることができる。 On the other hand, the atomic oscillator 14 does not include the support member 400 as shown in FIG. For example, the light source unit 100 may be directly connected to the first outer container surface 612, and the atomic cell unit 300 may be directly connected to the second outer container surface 622. Although not shown, the light source unit 100 is connected to the first outer container surface 612 by a support member arranged on the first outer container surface 612, and the atomic cell unit 300 is arranged on the second outer container surface 622. It may be connected to the second outer container surface 622 by another support member. In either case, the light source unit 100 and the atomic cell 310 are arranged so that the light emitted from the light source unit 100 passes through the first space 312 of the atomic cell 310. The configuration of this modification also suppresses the transfer of heat between the light source unit 100 and the atomic cell unit 300.

2.5. 第5変形例
次に、本実施形態の第5変形例に係る原子発振器について、図面を参照しながら説明する。図18は、本実施形態の第5変形例に係る原子発振器15を模式的に示す断面図である。なお、便宜上、図18では、光源ユニット100、原子セルユニット300、支持部材400a,400b、および外容器600以外の部材の図示を省略し、かつ各部材を簡略化して図示している。
2.5. Fifth Modification Example Next, the atomic oscillator according to the fifth modification of the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 18 is a cross-sectional view schematically showing the atomic oscillator 15 according to the fifth modification of the present embodiment. For convenience, in FIG. 18, the members other than the light source unit 100, the atomic cell unit 300, the support members 400a and 400b, and the outer container 600 are not shown, and each member is shown in a simplified manner.

原子発振器15では、図18に示すように、光源ユニット100および原子セルユニット300が積層されている点において、上述した原子発振器10と異なる。図示の例では、支持部材400a、光源ユニット100、支持部材400b、および原子セルユニット300の順で積層されている。支持部材400aは、第1外容器面612と第2外容器面622とを接続する第3外容器面632に配置されている。図示の例では、光源ユニット100は、第1外容器面612と直接接続され、原子セルユニット300は、第2外容器面622と直接接続されている。本変形例においては、支持部材400bは断熱材である。具体的には、支持部材400bの材質は、第1実施形態の位置決め部材350,360と同じである。なお、光源ユニット100は、第1外容器面612と他の部材、例えば伝熱部材を介して接続されていてもよい。原子セルユニット300は、第2外容器面622と他の部材、例えば伝熱部材を介して接続されていてもよい。いずれの場合も、光源ユニット100から出射された光が、原子セル310の第1空間312を通過するように、光源ユニット100と原子セル310とが配置されている。本変形例の構成によっても、光源ユニット100と原子セルユニット300との間での熱の移動を抑えることができる。 As shown in FIG. 18, the atomic oscillator 15 differs from the above-mentioned atomic oscillator 10 in that the light source unit 100 and the atomic cell unit 300 are laminated. In the illustrated example, the support member 400a, the light source unit 100, the support member 400b, and the atomic cell unit 300 are laminated in this order. The support member 400a is arranged on the third outer container surface 632 that connects the first outer container surface 612 and the second outer container surface 622. In the illustrated example, the light source unit 100 is directly connected to the first outer container surface 612, and the atomic cell unit 300 is directly connected to the second outer container surface 622. In this modification, the support member 400b is a heat insulating material. Specifically, the material of the support member 400b is the same as that of the positioning members 350 and 360 of the first embodiment. The light source unit 100 may be connected to the first outer container surface 612 via another member, for example, a heat transfer member. The atomic cell unit 300 may be connected to the second outer container surface 622 via another member, for example, a heat transfer member. In either case, the light source unit 100 and the atomic cell 310 are arranged so that the light emitted from the light source unit 100 passes through the first space 312 of the atomic cell 310. The configuration of this modification also suppresses the transfer of heat between the light source unit 100 and the atomic cell unit 300.

2.6. 第6変形例
次に、本実施形態の第6変形例に係る原子発振器について、図面を参照しながら説明す
る。図19は、本実施形態の第6変形例に係る原子発振器16を模式的に示す断面図である。なお、便宜上、図19では、原子セルユニット300の一部を図示している。
2.6. Sixth Modification Example Next, the atomic oscillator according to the sixth modification of the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 19 is a cross-sectional view schematically showing the atomic oscillator 16 according to the sixth modification of the present embodiment. For convenience, FIG. 19 illustrates a part of the atomic cell unit 300.

上述した原子発振器10では、図4に示すように、ねじ389によってヒーター容器382が第2原子セル容器370に固定され、ねじ331によって第1保持部材330が第1原子セル容器340に固定されていた。 In the above-mentioned atomic oscillator 10, as shown in FIG. 4, the heater container 382 is fixed to the second atomic cell container 370 by the screw 389, and the first holding member 330 is fixed to the first atomic cell container 340 by the screw 331. rice field.

これに対して、原子発振器16は、図19に示すように、ヒーター容器382を第2原子セル容器370に固定し、かつ、第1保持部材330を第1原子セル容器340に固定するねじ389を含む。すなわち、原子発振器16では、第1保持部材330、第1原子セル容器340、ヒーター容器382、第2原子セル容器370が、ねじ389で共締めされている。 On the other hand, in the atomic oscillator 16, as shown in FIG. 19, the screw 389 that fixes the heater container 382 to the second atomic cell container 370 and the first holding member 330 to the first atomic cell container 340. including. That is, in the atomic oscillator 16, the first holding member 330, the first atomic cell container 340, the heater container 382, and the second atomic cell container 370 are co-tightened with screws 389.

ねじ389でヒーター容器382が第2原子セル容器370に固定され、かつ、第1保持部材330が第1原子セル容器340に固定されることによって、加熱素子381が原子セル310に向かって第1原子セル容器340に押圧され、かつ、原子セル310が加熱素子381に向かって第1原子セル容器340に押圧される。これにより、上述した原子発振器10と同様に、原子セル310を効率よく加熱することができ、かつ、原子セル310を位置精度よく配置することができる。 The heater container 382 is fixed to the second atomic cell container 370 with the screw 389, and the first holding member 330 is fixed to the first atomic cell container 340, so that the heating element 381 is first directed toward the atomic cell 310. It is pressed against the atomic cell container 340, and the atomic cell 310 is pressed against the first atomic cell container 340 toward the heating element 381. As a result, similarly to the above-mentioned atomic oscillator 10, the atomic cell 310 can be efficiently heated, and the atomic cell 310 can be arranged with high positional accuracy.

原子発振器16では、ヒーター容器382を第2原子セル容器370に固定し、かつ、第1保持部材330を第1原子セル容器340に固定するねじ389を含むため、例えば、図4に示すようにヒーター容器382を第2原子セル容器370に固定するねじ389および第1保持部材330を第1原子セル容器340に固定するねじ331を含む場合と比べて、装置の小型化を図ることができる。 Since the atomic oscillator 16 includes a screw 389 for fixing the heater container 382 to the second atomic cell container 370 and fixing the first holding member 330 to the first atomic cell container 340, for example, as shown in FIG. The size of the device can be reduced as compared with the case where the screw 389 for fixing the heater container 382 to the second atomic cell container 370 and the screw 331 for fixing the first holding member 330 to the first atomic cell container 340 are included.

2.7. 第7変形例
次に、本実施形態の第7変形例に係る原子発振器について、図面を参照しながら説明する。図20は、本実施形態の第7変形例に係る原子発振器17を模式的に示す断面図である。なお、便宜上、図20では、原子セル310、受光素子320、伝熱部材346、第1原子セル容器340、第1位置決め部材350、およびヒーターユニット380以外の部材の図示を省略している。
2.7. Seventh Modification Example Next, the atomic oscillator according to the seventh modification of the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 20 is a cross-sectional view schematically showing the atomic oscillator 17 according to the seventh modification of the present embodiment. For convenience, in FIG. 20, members other than the atomic cell 310, the light receiving element 320, the heat transfer member 346, the first atomic cell container 340, the first positioning member 350, and the heater unit 380 are not shown.

上述した原子発振器10では、図13に示すように、第1原子セル容器340は、加熱素子381が+Y軸方向に向かって第1原子セル容器340に押圧されることによって(図13の矢印F2参照)、第1位置決め部材350に押し当てられていた。これにより、原子セル310をY軸方向に対して位置決めしていた。 In the above-mentioned atomic oscillator 10, as shown in FIG. 13, the first atomic cell container 340 is pressed by the heating element 381 against the first atomic cell container 340 in the + Y-axis direction (arrow F2 in FIG. 13). (See), was pressed against the first positioning member 350. As a result, the atomic cell 310 was positioned in the Y-axis direction.

これに対して原子発振器17では、図20に示すように、第1原子セル容器340は、加熱素子381がY軸から傾いた方向、すなわち+X軸方向および+Y軸方向の両方に向かって(図20の矢印F3参照)第1原子セル容器340に押圧されることによって、第1位置決め部材350に押し当てられる。これにより、原子セル310をX軸方向およびY軸方向の両方に対して位置決めできる。 On the other hand, in the atomic oscillator 17, as shown in FIG. 20, in the first atomic cell container 340, the heating element 381 is tilted from the Y-axis, that is, in both the + X-axis direction and the + Y-axis direction (FIG. (See arrow F3 of 20) By being pressed against the first atomic cell container 340, it is pressed against the first positioning member 350. As a result, the atomic cell 310 can be positioned in both the X-axis direction and the Y-axis direction.

図示の例では、第1原子セル容器340は、外表面34gを有している。外表面34gは、外表面34bと外表面34fとを接続する面であり、垂線がX軸およびY軸に対して傾いた面である。外表面34gは、例えば、外表面34bと外表面34fからなる角部を切欠いて形成された面である。外表面34gは、垂線がY軸に対して傾いており、図示の例では、外表面34gの垂線は、X軸およびY軸の間を通る。 In the illustrated example, the first atomic cell container 340 has an outer surface of 34 g. The outer surface 34g is a surface connecting the outer surface 34b and the outer surface 34f, and is a surface whose perpendicular lines are inclined with respect to the X-axis and the Y-axis. The outer surface 34g is, for example, a surface formed by notching a corner portion including the outer surface 34b and the outer surface 34f. The vertical line of the outer surface 34 g is inclined with respect to the Y axis, and in the illustrated example, the vertical line of the outer surface 34 g passes between the X axis and the Y axis.

原子発振器17では、ヒーター容器382は、第1原子セル容器340の外表面34gに配置されている。そのため、加熱素子381(ヒーター容器382)が押圧されることによって、第1原子セル容器340は、+Y軸方向を向く外表面34cがブロック壁部354c,352cに押し当てられるだけでなく、+X軸方向を向く外表面34dがブロック壁部354bに押し当てられる。そのため、原子セル310を、X軸方向およびY軸方向に対して位置決めできる。したがって、原子発振器17では、支持部材400に対して、原子セル310をより位置精度よく配置することができる。 In the atomic oscillator 17, the heater container 382 is arranged on the outer surface 34 g of the first atomic cell container 340. Therefore, when the heating element 381 (heater container 382) is pressed, the outer surface 34c of the first atomic cell container 340 facing the + Y axis direction is not only pressed against the block wall portions 354c and 352c, but also the + X axis. The directional outer surface 34d is pressed against the block wall portion 354b. Therefore, the atomic cell 310 can be positioned with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction. Therefore, in the atomic oscillator 17, the atomic cell 310 can be arranged with higher positional accuracy with respect to the support member 400.

3. 周波数信号生成システム
次に、本実施形態に係る周波数信号生成システムについて、図面を参照しながら説明する。以下のクロック伝送システム(タイミングサーバー)は、周波数信号生成システムの一例である。図21は、クロック伝送システム90を示す概略構成図である。
3. 3. Frequency signal generation system Next, the frequency signal generation system according to this embodiment will be described with reference to the drawings. The following clock transmission system (timing server) is an example of a frequency signal generation system. FIG. 21 is a schematic configuration diagram showing a clock transmission system 90.

本発明に係るクロック伝送システムは、本発明に係る原子発振器を含む。以下では、一例として、原子発振器10を含むクロック伝送システム90について説明する。 The clock transmission system according to the present invention includes an atomic oscillator according to the present invention. In the following, as an example, a clock transmission system 90 including an atomic oscillator 10 will be described.

クロック伝送システム90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。 The clock transmission system 90 matches the clocks of each device in the time division multiplexing network, and is a system having a redundant configuration of N (Normal) system and E (Emergency) system.

クロック伝送システム90は、図21に示すように、A局(上位(N系))のクロック供給装置901およびSDH(Synchronous Digital Hierarchy)装置902と、B局(上位(E系))のクロック供給装置903およびSDH装置904と、C局(下位)のクロック供給装置905およびSDH装置906,907と、を備える。クロック供給装置901は、原子発振器10を有し、N系のクロック信号を生成する。クロック供給装置901内の原子発振器10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908,909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。 As shown in FIG. 21, the clock transmission system 90 supplies the clocks of the A station (upper (N system)) clock supply device 901 and SDH (Synchronous Digital Hierarchy) device 902, and the B station (upper (E system)). The device 903 and the SDH device 904, and the clock supply device 905 and the SDH device 906, 907 of the C station (lower) are provided. The clock supply device 901 has an atomic oscillator 10 and generates an N-system clock signal. The atomic oscillator 10 in the clock supply device 901 generates a clock signal in synchronization with a more accurate clock signal from the master clocks 908 and 909 including the atomic oscillator using cesium.

SDH装置902は、クロック供給装置901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905に伝送する。クロック供給装置903は、原子発振器10を有し、E系のクロック信号を生成する。クロック供給装置903内の原子発振器10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908,909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。 The SDH device 902 transmits and receives a main signal based on the clock signal from the clock supply device 901, superimposes the N system clock signal on the main signal, and transmits the N system clock signal to the lower clock supply device 905. The clock supply device 903 has an atomic oscillator 10 and generates an E-system clock signal. The atomic oscillator 10 in the clock supply device 903 generates a clock signal in synchronization with a more accurate clock signal from the master clocks 908 and 909 including the atomic oscillator using cesium.

SDH装置904は、クロック供給装置903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905に伝送する。クロック供給装置905は、クロック供給装置901,903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。 The SDH device 904 transmits and receives a main signal based on the clock signal from the clock supply device 903, superimposes the E system clock signal on the main signal, and transmits the clock signal to the lower clock supply device 905. The clock supply device 905 receives the clock signals from the clock supply devices 901 and 903, and generates a clock signal in synchronization with the received clock signal.

クロック供給装置905は、通常、クロック供給装置901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905は、クロック供給装置903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906は、クロック供給装置905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907は、クロック供給装置905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。 The clock supply device 905 usually generates a clock signal in synchronization with the N-system clock signal from the clock supply device 901. Then, when an abnormality occurs in the N system, the clock supply device 905 generates a clock signal in synchronization with the clock signal of the E system from the clock supply device 903. By switching from the N system to the E system in this way, stable clock supply can be ensured and the reliability of the clock path network can be improved. The SDH device 906 transmits and receives a main signal based on the clock signal from the clock supply device 905. Similarly, the SDH device 907 transmits and receives a main signal based on the clock signal from the clock supply device 905. As a result, the device of station C can be synchronized with the device of station A or station B.

本実施形態に係る周波数信号生成システムは、クロック伝送システムに限定されない。周波数信号生成システムは、原子発振器が搭載され、原子発振器の周波数信号を利用する各種の装置および複数の装置から構成されるシステムを含む。 The frequency signal generation system according to the present embodiment is not limited to the clock transmission system. The frequency signal generation system includes a system in which an atomic oscillator is mounted and is composed of various devices and a plurality of devices that utilize the frequency signal of the atomic oscillator.

本実施形態に係る周波数信号生成システムは、例えば、スマートフォン、タブレット端末、時計、携帯電話機、デジタルスチルカメラ、液体吐出装置(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、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、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(point of sales)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、心磁計)、魚群探知機、GNSS(Global Navigation Satellite System)周波数標準器、各種測定機器、計器類(例えば、自動車、航空機、船舶の計器類)、フライトシミュレーター、地上デジタル放送システム、携帯電話基地局、移動体(自動車、航空機、船舶等)であってもよい。 The frequency signal generation system according to the present embodiment is, for example, a smartphone, a tablet terminal, a clock, a mobile phone, a digital still camera, a liquid ejection device (for example, an inkjet printer), a personal computer, a television, a video camera, a video tape recorder, and a car navigation system. Devices, pagers, electronic notebooks, electronic dictionaries, calculators, electronic game devices, word processors, workstations, videophones, security TV monitors, electronic binoculars, POS (point of sales) terminals, medical equipment (eg electronic thermometers, blood pressure monitors, etc.) Blood glucose meter, electrocardiogram measuring device, ultrasonic diagnostic device, electronic endoscope, electrocardiograph), fish finder, GNSS (Global Navigation Satellite System) frequency standard, various measuring devices, instruments (for example, automobiles, aircraft, ships) Instruments), flight simulators, terrestrial digital broadcasting systems, mobile phone base stations, mobile objects (automobiles, aircraft, ships, etc.).

本発明は、本願に記載の特徴や効果を有する範囲で一部の構成を省略したり、各実施形態や変形例を組み合わせたりしてもよい。 In the present invention, some configurations may be omitted, or each embodiment or modification may be combined within the range having the features and effects described in the present application.

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。 The present invention includes substantially the same configurations as those described in the embodiments (eg, configurations with the same function, method and result, or configurations with the same purpose and effect). The present invention also includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. Further, the present invention includes a configuration having the same action and effect as the configuration described in the embodiment or a configuration capable of achieving the same object. Further, the present invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.

2,4,6…空隙、10,11,12,13,14,15,16,17…原子発振器、34a,34b,34c,34d,34e,34f,34g…外表面、90…クロック伝送システム、100…光源ユニット、110…ペルチェ素子、120…光源、130…温度センサー、140…光源容器、150…光源基板、200…光学系ユニット、210…減光フィルター、220…レンズ、230…1/4波長板、240…ホルダー、250…貫通孔、300…原子セルユニット、310…原子セル、312…第1空間、314…第2空間、316…連通孔、320…受光素子、322…温度センサー、324…コイル、330…第1保持部材、330a,330b…貫通孔、331…ねじ、332…第2保持部材、333…ねじ、340…第1原子セル容器、341…第1角部、342…第2角部、343…第3角部、344…第4角部、345…壁部、346…伝熱部材、350…第1位置決め部材、352…第1ブロック、352a…ブロック基部、352b,352c…ブロック壁部、354…第2ブロック、354a…ブロック基部、354b,354c…ブロック壁部、356…接続部、357…第1固定構造部、357a…ねじ穴、357b…ねじ、358…第2固定構造部、358a…ねじ穴、358b…ねじ、360…第2位置決め部材、362…第3ブロック、362a…ブロック基部、362b,362c…ブロック壁部、364…第4ブロック、364a…ブロック基部、364b,364c…ブロック壁部、366…接続部、369…スペーサー、370…第2原子セル容器、370a…貫通孔、372…固定部、374…ねじ、376…断熱部材、380…ヒーターユニット、381…加熱素子、382…ヒーター容器、383…ヒーター蓋部、383a…貫通孔、384…ヒーター基部、384a…貫通孔、385,386,387…断熱部材、388a…第1部分、388b…第2部分、389…ねじ、390…ペルチェ素子、392…伝熱部材、400,400a,400b…支持部材、402…固定端、404…自由端、410…原子セル支持部、412…貫通孔、420…光源支持部、422…貫通孔、
440…突起、442…ねじ、444…対向部分、500…制御ユニット、502…回路基板、503…貫通孔、504…リードピン、510…温度制御部、520…光源制御部、530…磁場制御部、540…温度制御部、600…外容器、602…ねじ、610…外基部、611…台座部、612…第1外容器面、612a…第1領域、612b…第2領域、612c…第3領域、614…伝熱部材、616…対向部分、620…外蓋部、622…第2外容器面、630…低熱伝導率部材、632…第3外容器面、901…クロック供給装置、902…SDH装置、903…クロック供給装置、904…SDH装置、905…クロック供給装置、906,907…SDH装置、908,909…マスタークロック
2,4,6 ... voids, 10,11,12,13,14,15,16,17 ... atomic oscillators, 34a, 34b, 34c, 34d, 34e, 34f, 34g ... outer surface, 90 ... clock transfer system, 100 ... light source unit, 110 ... Pelche element, 120 ... light source, 130 ... temperature sensor, 140 ... light source container, 150 ... light source substrate, 200 ... optical system unit, 210 ... dimming filter, 220 ... lens, 230 ... 1/4 Wave plate, 240 ... holder, 250 ... through hole, 300 ... atomic cell unit, 310 ... atomic cell, 312 ... first space, 314 ... second space, 316 ... communication hole, 320 ... light receiving element, 322 ... temperature sensor, 324 ... Coil, 330 ... First holding member, 330a, 330b ... Through hole, 331 ... Screw, 332 ... Second holding member, 333 ... Screw, 340 ... First atomic cell container, 341 ... First corner, 342 ... 2nd corner part, 343 ... 3rd corner part, 344 ... 4th corner part, 345 ... wall part, 346 ... heat transfer member, 350 ... 1st positioning member, 352 ... 1st block, 352a ... block base, 352b, 352c ... block wall part, 354 ... second block, 354a ... block base, 354b, 354c ... block wall part, 356 ... connection part, 357 ... first fixed structure part, 357a ... screw hole, 357b ... screw, 358 ... 2 Fixed structure part, 358a ... screw hole, 358b ... screw, 360 ... second positioning member, 362 ... third block, 362a ... block base, 362b, 362c ... block wall part, 364 ... fourth block, 364a ... block base , 364b, 364c ... block wall part, 366 ... connection part, 369 ... spacer, 370 ... second atomic cell container, 370a ... through hole, 372 ... fixing part, 374 ... screw, 376 ... heat insulating member, 380 ... heater unit, 381 ... heating element, 382 ... heater container, 383 ... heater lid, 383a ... through hole, 384 ... heater base, 384a ... through hole, 385,386,387 ... heat insulating member, 388a ... first part, 388b ... second Part, 389 ... screw, 390 ... Pelche element, 392 ... heat transfer member, 400, 400a, 400b ... support member, 402 ... fixed end, 404 ... free end, 410 ... atomic cell support part, 412 ... through hole, 420 ... Light source support, 422 ... Through hole,
440 ... protrusion, 442 ... screw, 444 ... facing part, 500 ... control unit, 502 ... circuit board, 503 ... through hole, 504 ... lead pin, 510 ... temperature control unit, 520 ... light source control unit, 530 ... magnetic field control unit, 540 ... Temperature control unit, 600 ... Outer container, 602 ... Screw, 610 ... Outer base part, 611 ... Pedestal part, 612 ... First outer container surface, 612a ... First region, 612b ... Second region, 612c ... Third region , 614 ... Heat transfer member, 616 ... Opposing part, 620 ... Outer lid, 622 ... Second outer container surface, 630 ... Low thermal conductivity member, 632 ... Third outer container surface, 901 ... Clock supply device, 902 ... SDH Device, 903 ... Clock supply device, 904 ... SDH device, 905 ... Clock supply device, 906,907 ... SDH device, 908,909 ... Master clock

Claims (8)

光を出射する光源と、前記光源を第1の温度に制御する第1温度制御素子と、を有する光源ユニットと、
アルカリ金属原子が収容され、前記光源から出射された光が入射する原子セルと、前記原子セルを前記第1の温度とは異なる第2の温度に制御する第2温度制御素子と、を有する原子セルユニットと、
前記光源ユニットと前記原子セルユニットとを収容し、第1面と、前記第1面とは異なる第2面と、を有する容器と、
前記光源ユニットと前記原子セルユニットとが配置される基板と、
を含み、
前記光源ユニットと前記第1面とは、接続され、
前記光源ユニットと前記第2面との間には、空隙があり、
前記原子セルユニットと前記第2面とは、接続され、
前記原子セルユニットと前記第1面との間には、空隙があり、
前記光源ユニットと前記原子セルユニットとの間の、前記基板を介する経路の熱抵抗は、前記光源ユニットと前記第1面との間の熱抵抗、および前記原子セルユニットと前記第2面との間の熱抵抗よりも高い、原子発振器。
A light source unit having a light source that emits light and a first temperature control element that controls the light source to a first temperature.
An atom containing an alkali metal atom and having an atomic cell to which light emitted from the light source is incident, and a second temperature control element for controlling the atomic cell to a second temperature different from the first temperature. With the cell unit,
A container that houses the light source unit and the atomic cell unit and has a first surface and a second surface different from the first surface.
A substrate on which the light source unit and the atomic cell unit are arranged,
Including
The light source unit and the first surface are connected to each other.
There is a gap between the light source unit and the second surface.
The atomic cell unit and the second surface are connected to each other.
There is a gap between the atomic cell unit and the first surface .
The thermal resistance of the path between the light source unit and the atomic cell unit via the substrate is the thermal resistance between the light source unit and the first surface, and the atomic cell unit and the second surface. Atomic oscillator , higher than the thermal resistance between .
請求項1において、
前記第1面と前記第2面とは、対向している、原子発振器。
In claim 1,
An atomic oscillator in which the first surface and the second surface face each other.
請求項1または2において、
前記容器は、
前記第1面を有する第1部材と、
前記第2面を有する、前記第1部材とは別体の第2部材と、
を含む、原子発振器。
In claim 1 or 2,
The container is
The first member having the first surface and
A second member having the second surface and separate from the first member,
Including atomic oscillators.
請求項3において、
前記第1部材と前記第2部材との間に、前記第1部材の熱伝導率および前記第2部材の
熱伝導率よりも熱伝導率が低い第3部材を含む、原子発振器。
In claim 3,
An atomic oscillator comprising a third member between the first member and the second member, which has a thermal conductivity lower than the thermal conductivity of the first member and the thermal conductivity of the second member.
請求項1ないし4のいずれか1項において、
前記基板は、前記第1面に配置され、
前記基板と前記第1面との間には、伝熱部材が配置されている、原子発振器。
In any one of claims 1 to 4 ,
The substrate is arranged on the first surface and
An atomic oscillator in which a heat transfer member is arranged between the substrate and the first surface.
請求項1ないし5のいずれか1項において、
前記原子セルユニットは、前記原子セルを収容する原子セル容器を有し、
前記原子セル容器と前記基板との間には、断熱部材が配置されている、原子発振器。
In any one of claims 1 to 5 ,
The atomic cell unit has an atomic cell container for accommodating the atomic cell.
An atomic oscillator in which a heat insulating member is arranged between the atomic cell container and the substrate.
請求項1ないしのいずれか1項において、
前記光源ユニットと前記容器とは、前記第1面のみで接続され、
前記原子セルユニットと前記容器とは、前記第2面のみで接続されている、原子発振器。
In any one of claims 1 to 6 ,
The light source unit and the container are connected only by the first surface.
An atomic oscillator in which the atomic cell unit and the container are connected only by the second surface.
原子発振器を含む周波数信号生成システムであって、
前記原子発振器は、
光を出射する光源と、前記光源を第1の温度に制御する第1温度制御素子と、を有する光源ユニットと、
アルカリ金属原子が収容され、前記光源から出射された光が入射する原子セルと、前記原子セルを前記第1の温度とは異なる第2の温度に制御する第2温度制御素子と、を有する原子セルユニットと、
前記光源ユニットと前記原子セルユニットとを収容し、第1面と、前記第1面とは異なる第2面と、を有する容器と、
前記光源ユニットと前記原子セルユニットとが配置される基板と、
を含み、
前記光源ユニットと前記第1面とは、接続され、
前記光源ユニットと前記第2面との間には、空隙があり、
前記原子セルユニットと前記第2面とは、接続され、
前記原子セルユニットと前記第1面との間には、空隙があり、
前記光源ユニットと前記原子セルユニットとの間の、前記基板を介する経路の熱抵抗は、前記光源ユニットと前記第1面との間の熱抵抗、および前記原子セルユニットと前記第2面との間の熱抵抗よりも高い、周波数信号生成システム。
A frequency signal generation system that includes an atomic oscillator.
The atomic oscillator
A light source unit having a light source that emits light and a first temperature control element that controls the light source to a first temperature.
An atom containing an alkali metal atom and having an atomic cell to which light emitted from the light source is incident, and a second temperature control element for controlling the atomic cell to a second temperature different from the first temperature. With the cell unit,
A container that houses the light source unit and the atomic cell unit and has a first surface and a second surface different from the first surface.
A substrate on which the light source unit and the atomic cell unit are arranged,
Including
The light source unit and the first surface are connected to each other.
There is a gap between the light source unit and the second surface.
The atomic cell unit and the second surface are connected to each other.
There is a gap between the atomic cell unit and the first surface .
The thermal resistance of the path between the light source unit and the atomic cell unit via the substrate is the thermal resistance between the light source unit and the first surface, and the atomic cell unit and the second surface. A frequency signal generation system that is higher than the thermal resistance between them .
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