原子室、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]本發明涉及原子室、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]作為長期具有高精度的振蕩特性的振蕩器，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光與微波的雙重共振現象的方式以及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]無論在哪個方式的原子振蕩器中，通常，都是將堿金屬封入氣室(原子室)內，利用加熱器將氣室加熱到規定溫度，以使該堿金屬保持固定的氣體狀態。
[0005]此處，通常，氣室內的堿金屬并非全部都氣化，而是一部分作為剩余部分成為液體。這樣的剩余部分的堿金屬原子在氣室的溫度低的部分析出(結露)而成為液體，當位于激勵光的通過區域時，會遮擋激勵光，其結果是，導致原子振蕩器的振蕩特性下降。
[0006]因此，在專利文獻I的氣室中，在氣室的內壁面設置有用于使堿金屬析出的凹部。
[0007]但是，在專利文獻I的氣室中，在凹部內析出的剩余部分的堿金屬比較靠近激勵光的通過區域的狀態下，由于熱擴散等，狀態隨時間變動，因此，被激勵的氣體狀的堿金屬的一部分與凹部內的剩余部分的堿金屬接觸，由此，被激勵的氣體狀的堿金屬的狀態變得不均勻，其結果是，存在振蕩特性下降(例如頻率變動)的問題。
[0008]專利文獻1:日本特開2010-205875號公報
【發明內容】
[0009]本發明的目的在于，提供能夠抑制剩余部分的金屬原子導致的特性下降的原子室，提供具有該原子室的量子干涉裝置、原子振蕩器、電子設備以及移動體。
[0010]本發明是為了解決上述的問題的至少一部分而完成的，其能夠作為以下的方式或者應用例來實現。
[0011][應用例I]
[0012]本發明的原子室的特征在于，具有:金屬；以及壁部，其構成封入有所述金屬的內部空間，所述壁部的內壁面具有金屬連接部，該金屬連接部與液體狀的所述金屬的接觸角小于90° O
[0013]根據這樣的原子室，金屬連接部對液體狀金屬的浸潤性較高，因此，能夠使剩余的液體狀金屬在金屬連接部浸潤擴展而保持穩定。因此，降低液體狀的金屬移動或晃動(即，能夠使原子室內的液體狀的金屬的動作穩定化)，其結果是，能夠抑制剩余部分的金屬導致的特性下降。
[0014][應用例2]
[0015]在本發明的原子室中，優選的是，液體狀的所述金屬相對于所述金屬連接部的接觸角小于70°。
[0016]由此，能夠提高金屬連接部對于液體狀金屬的浸潤性。
[0017][應用例3]
[0018]在本發明的原子室中，優選的是，液體狀的所述金屬相對于所述金屬連接部的接觸角小于60°。
[0019]由此，能夠進一步提高金屬連接部對于液體狀金屬的浸潤性。
[0020][應用例4]
[0021]在本發明的原子室中，優選的是，所述金屬的一部分在所述內部空間為液體狀。
[0022]在這樣液體狀的金屬作為剩余部分而存在于內部空間的情況下，在液體狀的金屬移動或晃動時，會產生特性下降的問題。因此，在該情況下應用本發明時，可顯著發揮其效果O
[0023][應用例5]
[0024]在本發明的原子室中，優選的是，所述內部空間具有金屬蓄積部，在該金屬蓄積部中配置所述液體狀的金屬，所述金屬連接部配置在所述金屬蓄積部的內壁面。
[0025]由此，能夠使液體狀的金屬蓄積在對原子室的特性的影響較小的部位。
[0026][應用例6]
[0027]在本發明的原子室中，優選的是，所述金屬連接部的表面粗糙度Ra處于1nm以上且980nm以下的范圍內。
[0028]由此，能夠以比較簡單的結構使剩余的液體狀金屬在金屬連接部浸潤擴展而保持穩定。
[0029][應用例7]
[0030]在本發明的原子室中，優選的是，所述金屬連接部包含多孔質膜。
[0031]由此，能夠以比較簡單的結構使剩余的液體狀金屬在金屬連接部浸潤擴展而保持穩定。
[0032][應用例8]
[0033]在本發明的原子室中，優選的是，所述金屬蓄積部的內壁面通過蝕刻進行了表面粗糙化。
[0034]由此，能夠以比較簡單的結構使剩余的液體狀金屬在金屬連接部浸潤擴展而保持穩定。
[0035][應用例9]
[0036]在本發明的原子室中，優選的是，所述壁部由包含硅以及玻璃中的至少一種在內的材料構成。
[0037]由此，既能夠確保原子室所需的基本功能，又能夠比較簡單地利用蝕刻或成膜形成金屬連接部。
[0038][應用例10]
[0039]在本發明的原子室中，優選的是，所述壁部具有I對窗部，各所述窗部的所述內部空間一側的面具有液體狀的所述金屬的接觸角比所述金屬連接部大的部分。
[0040]由此，能夠減少液體狀的金屬附著于窗部。
[0041][應用例11]
[0042]本發明的量子干涉裝置的特征在于具有本發明的原子室。
[0043]由此，可提供具有能夠抑制剩余部分的金屬原子導致的特性下降的原子室的量子干涉裝置。
[0044][應用例12]
[0045]本發明的原子振蕩器的特征在于具有本發明的原子室。
[0046]由此，可提供具有能夠抑制剩余部分的金屬原子導致的特性下降的原子室的原子振蕩器。
[0047][應用例13]
[0048]本發明的電子設備的特征在于具有本發明的原子室。
[0049]由此，可提供具有能夠抑制剩余部分的金屬原子導致的特性下降的原子室的電子設備。
[0050][應用例14]
[0051]本發明的移動體的特征在于具有本發明的原子室。
[0052]由此，可提供具有能夠抑制剩余部分的金屬原子導致的特性下降的原子室的移動體。
【附圖說明】
[0053]圖1是示出本發明第I實施方式的原子振蕩器(量子干涉裝置)的概略圖。
[0054]圖2是用于說明堿金屬的能量狀態的圖。
[0055]圖3是示出從光射出部射出的兩種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。
[0056]圖4是圖1所示的原子振蕩器具有的原子室的立體圖。
[0057]圖5的(a)是圖4所示的原子室的橫剖視圖，圖5的(b)是圖4所示的原子室的縱剖視圖。
[0058]圖6的(a)是示出圖5所示的金屬連接部(金屬蓄積部)中的液體狀的金屬的狀態的圖，圖6的(b)是示出液體狀的金屬相對于原子室的內壁面的接觸角與頻率變動之間的關系的曲線圖。
[0059]圖7的(a)是本發明的第2實施方式的原子室的橫剖視圖，圖7的(b)是圖7的(a)所示的原子室的縱剖視圖。
[0060]圖8是示出圖7所示的金屬連接部(金屬蓄積部)中的液體狀的金屬的狀態的圖。
[0061]圖9的(a)是本發明的第3實施方式的原子室的橫剖視圖，圖9的(b)是圖9的(a)所示的原子室的縱剖視圖。
[0062]圖10是示出在利用了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。
[0063]圖11是示出本發明的移動體的一例的圖。
[0064]標號說明
[0065]I原子振蕩器；2氣室；2A氣室；2B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；21A主體部；21B主體部；22窗部；23窗部；24保持部(金屬連接部)；24A保持部(金屬連接部)；24B保持部(金屬連接部)；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；200GPS衛星；211貫通孔；211A貫通孔；211B貫通孔；211a貫通孔；211b貫通孔；211c貫通孔；211d貫通孔；300基站裝置；301天線；302接收裝置；303天線；304發送裝置；400GPS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；LL激勵光舊堿金屬；S內部空間；S1空間(光通過部)；S2空間(金屬蓄積部);S3空間；Δ f頻率變動量；Θ接觸角。
【具體實施方式】
[0066]以下，基于附圖所示的實施方式，對本發明的原子室、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。
[0067]1.原子振蕩器(量子干涉裝置)
[0068]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。以下對將本發明的量子干涉裝置應用于原子振蕩器的例子進行說明，但是本發明的量子干涉裝置不限于此，除了原子振蕩器以外，例如也可以應用于磁性傳感器、量子存儲器等。
[0069]<第I實施方式>
[0070]圖1是示出本發明第I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，圖3是示出從光射出部射出的兩種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。
[0071]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。如圖1所示，該原子振蕩器I具有氣室2 (原子室)、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、磁場產生部8以及控制部10。
[0072]首