氣室、量子干涉裝置、原子振蕩器、電子設備以及移動體的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及氣室、量子干涉裝置、原子振蕩器、電子設備以及移動體。
【背景技術】
[0002]作為頻率長期穩定性優異的振蕩器，公知有基于銣、銫等堿金屬的原子的能量躍迀而進行振蕩的原子振蕩器。
[0003]通常，原子振蕩器的工作原理大致分為利用基于光與微波的雙共振現象的方式、和利用基于波長不同的兩種光的量子干涉效應(CPT:Coherent Populat1n Trapping(相干布居俘獲))的方式。
[0004]在任意一種方式的原子振蕩器中，通常，將堿金屬與緩沖氣體一并封入到氣室內(例如，參照專利文獻I)。例如，在專利文獻I中記載了使用氮和氬的混合氣體作為緩沖氣體時的、混合氣體的混合比與溫度系數(溫度特性)之間的關系。
[0005]然而，近年來，伴隨原子振蕩器的小型化的需求，要求氣室實現小型化。
[0006]但是，在將氣室小型化的情況下，存在以下問題:即便使用專利文獻I所記載的關系，調整使用氮和氬的混合氣體作為緩沖氣體時的混合氣體的混合比，也無法改善溫度特性。該問題被推測是由于混合比與溫度特性之間的關系由于氣室的大小而發生變化。
[0007]【專利文獻I】日本特開2010-245805號公報
【發明內容】
[0008]本發明的目的在于，提供一種在被小型化的情況下能夠實現優異的溫度特性的氣室、量子干涉裝置以及原子振蕩器，并且，提供具有該氣室的可靠性優異的電子設備以及移動體。
[0009]本發明是為了解決上述課題的至少一部分而作出的，其可以作為以下的方式或應用例來實現。
[0010][應用例I]
[0011]本發明的氣室的特征在于，
[0012]該氣室具有封入有金屬原子和緩沖氣體的內部空間，
[0013]所述緩沖氣體是包含氮氣和氬氣的混合氣體，
[0014]所述混合氣體中的所述氬氣的摩爾分數處于15%以上40%以下的范圍。
[0015]根據這樣的氣室，在被小型化的情況下，能夠實現±0.3Hz/°C.Torr以下這樣的優異溫度特性(溫度系數)(減小頻率相對于溫度變化的變動)。
[0016][應用例2]
[0017]在本發明的氣室中，優選的是，所述混合氣體中的所述氬氣的摩爾分數處于20%以上37%以下的范圍。
[0018]由此，能夠實現±0.2Hz/°C.Torr以下這樣的優異溫度特性。
[0019][應用例3]
[0020]在本發明的氣室中，優選的是，所述金屬原子是銫原子。
[0021]由此，能夠比較容易地實現可應用于利用了雙共振現象的方式和利用了量子干涉效應的方式的原子振蕩器的氣室。
[0022][應用例4]
[0023]在本發明的氣室中，優選的是，該氣室具有:
[0024]一對窗部；以及
[0025]主體部，其配置在所述一對窗部之間，與所述一對窗部一起構成所述內部空間，
[0026]所述一對窗部的距離為1mm以下。
[0027]由此，能夠提供小型的氣室。并且，在這樣的小型的氣室中，為了發揮優異的特性，需要提高緩沖氣體的分壓，與大型的氣室相比，緩沖氣體的溫度特性有很大不同。因此，通過將本發明應用于這樣的小型的氣室，效果變得顯著。
[0028][應用例5]
[0029]在本發明的氣室中，優選的是，所述主體部的沿著與所述一對窗部的排列方向垂直的方向的寬度為1mm以下。
[0030]由此，能夠提供小型的氣室。并且，在這樣的小型的氣室中，為了發揮優異的特性，需要提高緩沖氣體的分壓，與大型的氣室相比，緩沖氣體的溫度特性有很大不同。因此，通過將本發明應用于這樣的小型的氣室，效果變得顯著。
[0031][應用例6]
[0032]本發明的量子干涉裝置的特征在于，該量子干涉裝置具有本發明的氣室。
[0033]由此，在被小型化的情況下，能夠實現優異的溫度特性。
[0034][應用例7]
[0035]本發明的原子振蕩器的特征在于，該原子振蕩器具有本發明的氣室。
[0036]由此，在被小型化的情況下，能夠實現優異的溫度特性。
[0037][應用例8]
[0038]本發明的電子設備的特征在于，該電子設備具有本發明的氣室。
[0039]由此，能夠提供具有優異的可靠性的電子設備。
[0040][應用例9]
[0041]本發明的移動體的特征在于，該移動體具有本發明的氣室。
[0042]由此，能夠提供具有優異的可靠性的移動體。
【附圖說明】
[0043]圖1是示出本發明實施方式的原子振蕩器(量子干涉裝置)的概略圖。
[0044]圖2是用于說明堿金屬的能量狀態的圖。
[0045]圖3是示出從光射出部射出的兩個光的頻率差、與由光檢測部檢測出的光的強度之間的關系的曲線圖。
[0046]圖4是圖1所示的原子振蕩器具有的氣室的縱剖視圖。
[0047]圖5是圖4所示的氣室的橫剖視圖。
[0048]圖6是示出包含氮和氬的緩沖氣體中的氬的摩爾分數與溫度系數之間的關系的圖。
[0049]圖7是示出在利用GPS衛星的定位系統中使用本發明的原子振蕩器的情況下的概略結構的圖。
[0050]圖8是示出本發明的移動體的一例的圖。
[0051]標號說明
[0052]1:原子振蕩器；2:氣室；3:光射出部；5:光檢測部；6:加熱器；7:溫度傳感器；8:磁場產生部；10:控制部；11:溫度控制部；12:激勵光控制部；13:磁場控制部；21:主體部；22:窗部；23:窗部；41:光學部件；42:光學部件；43:光學部件；44:光學部件；100:定位系統；200:GPS衛星；211:貫通孔；212:凹部；213:槽；300:基站裝置；301:天線；302:接收裝置；303:天線；304:發送裝置；400:GPS接收裝置；401:天線；402:衛星接收部；403:天線；404:基站接收部；1500:移動體；1501:車體；1502:車輪；Gb:緩沖氣體；Gm:堿金屬(金屬原子)；LL:激勵光；M:堿金屬；S1:空間；S2:空間；S3:空間。
【具體實施方式】
[0053]以下，根據附圖所示的實施方式，對本發明的氣室、量子干涉裝置、原子振蕩器、電子設備以及移動體進行詳細說明。
[0054]1.原子振蕩器(量子干涉裝置)
[0055]首先，對本發明的原子振蕩器(具有本發明的量子干涉裝置的原子振蕩器)進行說明。此外，以下，說明將本發明的量子干涉裝置應用于原子振蕩器的例子，但本發明的量子干涉裝置不限于此，除了原子振蕩器以外，例如還可以應用于磁傳感器、量子存儲器等。
[0056]圖1是示出本發明實施方式的原子振蕩器(量子干涉裝置)的概略圖。此外，圖2是用于說明堿金屬的能量狀態的圖。并且，圖3是示出從光射出部射出的兩個光的頻率差、與由光檢測部檢測出的光的強度之間的關系的曲線圖。
[0057]圖1所示的原子振蕩器I是利用量子干涉效應的原子振蕩器。
[0058]如圖1所示，該原子振蕩器I具有氣室2 (gas cell)、光射出部3、光學部件41、42、43、44、光檢測部5、加熱器6、溫度傳感器7、磁場產