原子室、原子室的制造方法以及量子干涉装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种原子室、原子室的制造方法、量子干涉装置、原子振荡器、电子设备以及移动体。
【背景技术】
[0002]作为长期具有高精度的振荡特性的振荡器，已知有一种基于铷、铯等碱金属的原子的能量跃迀而进行振荡的原子振荡器。
[0003]通常，原子振荡器的工作原理大致分为:利用了光以及微波产生的双重共振现象的方式和利用了波长不同的两种光所产生的量子干涉效应(CPT:Coherent Populat1nTrapping)的方式。无论为哪种方式的原子振荡器，一般都具备封入了碱金属的原子室(气室)(例如，参照专利文献I)。另外，在原子室内，除了碱金属之外，一般还封入有氮、氩、氖等惰性气体作为缓冲气体。
[0004]但是，在以往的原子振荡器中存在下述问题，S卩，在制造过程等中，在原子室内混入碱金属、缓冲气体以外的无用物，由于该无用物致使频率稳定度降低的问题。例如，在利用了量子干涉效应的原子振荡器中，向原子室内的碱金属照射两种共振光，将伴随着电磁感应透明(EIT:Electromagnetically Induced Transparency)现象而产生的急剧的信号即EIT信号作为基准信号而使用，其中，所述EIT信号为，在该两种共振光的频率差为特定的值时两种共振光均不被原子室内的碱金属吸收而是透过的现象，但是，以往碱金属原子的运动会因原子室内的无用物而发生变化，该变化会对EIT信号产生影响，其结果为，会存在频率稳定度降低的问题。
[0005]专利文献1:日本特开2009-283526号公报
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于，提供一种能够提高频率稳定度的原子室及其制造方法，另外，提供一种具备该原子室的量子干涉装置、原子振荡器、电子设备以及移动体。
[0007]本发明是为了解决上述的课题的至少一部分而完成的，可以作为以下的方式或者应用例实现。
[0008]应用例I
[0009]本发明的原子室的特征在于，具备:金属原子；壁部，其构成封入了所述金属原子的内部空间；吸气材料，其被配置于所述内部空间内。
[0010]根据这样的原子室，由于在内部空间内配置有吸气材料，因此能够使处于内部空间内的气体状的无用物的至少一部分吸附于吸气材料上或被吸气材料所吸收。因此，能够减少在原子室内漂浮的无用物的量，其结果为，能够防止或减少由于原子室内的无用物而使金属原子的运动变化并给EIT信号带来影响致使频率稳定度降低的情况。因此，能够提高频率稳定度。
[0011]应用例2
[0012]优选为，在本发明的原子室中，上述壁部具备:第一基板，其具有在所述第一基板的一面侧开口的凹部；所述壁部具备:第一基板，其具有在所述第一基板的一面侧开口的凹部；第二基板，其被接合于所述第一基板的所述一面侧，并与所述第一基板一起构成所述内部空间。
[0013]由此，能够实现原子室的小型化。另外，由于如果实现原子室的小型化，则原子室内的无用物容易给EIT信号造成影响，因此通过将本发明应用于该结构的原子室中，从而使其效果变得明显。
[0014]应用例3
[0015]优选为，在本发明的原子室中，在壁部的面向所述内部空间的表面具备涂覆膜。
[0016]由此，使得原子室内的气体状的金属原子的运动稳定化，其结果为，能够提高频率稳走度。
[0017]应用例4
[0018]优选为，在本发明的原子室中，所述吸气材料被保持于所述涂覆膜上。
[0019]由此，防止或减少吸气材料的移动，其结果为，能够防止或减少吸气材料本身给EIT信号造成影响的情况。
[0020]应用例5
[0021]本发明的原子室的制造方法的特征在于，具有:
[0022]准备工序，准备具有在一个面侧开口的凹部的第一基板、第二基板、包含金属的固体状的金属化合物、以及吸气材料；配置工序，在所述凹部内配置所述金属化合物；密封工序，将所述第二基板接合在所述第一基板的所述一个面侧，从而将所述凹部密封；化合物分解工序，通过使所述金属化合物发生分解反应，从而提取出所述金属。
[0023]根据该原子室的制造方法，由于在所得到的原子室中，在内部空间内配置有吸气材料，因此能够使处于内部空间的气体状的无用物的至少一部分吸附于吸气材料上或被吸气材料所吸收。因此，能够减少在所得到的原子室中，在原子室内漂浮的无用物的量，其结果为，能够防止或减少由于原子室内的无用物而使金属原子的运动变化并给EIT信号带来影响致使频率稳定度降低的情况。因此，能够提高频率稳定度。
[0024]另外，由于使用固体状的金属化合物在内部空间封入金属原子，因此能够防止在密封工序中，金属原子附着于第一基板与第二基板的接合面上的情况。因此，能够使第一基板与第二基板简单并且稳固地接合。其结果为，能够提高原子室的可靠性。
[0025]应用例6
[0026]优选为，在本发明的原子室的制造方法中，所述金属化合物为氯化铯，在所述配置工序中，在所述凹部中还配置钙。
[0027]通过将钙作为还原剂来使氯化铯还原，能够生成铯。因此，能够在原子室内封入铯原子。
[0028]应用例7
[0029]优选为，在本发明的原子室的制造方法中，所述金属化合物为氰化铯。
[0030]能够通过使氰化铯还原来生成铯。因此，能够在原子室内封入铯原子。
[0031]应用例8
[0032]优选为，在本发明的原子室的制造方法中，在所述化合物分解工序中，通过向所述金属化合物照射能量线，从而来产生上述分解反应。
[0033]由此，能够使得被配置于密封的内部空间内的金属化合物分解反应。
[0034]应用例9
[0035]优选为，在本发明的原子室的制造方法中，所述吸气材料为含有钛、钡、钽、锆、铝、隹凡、铟、1丐中的至少一种的合金，或者Al-Zr-V-Fe类合金。
[0036]由此，能够使原子室内的无用物吸附于吸气材料上或被吸气材料所吸收。
[0037]应用例10
[0038]优选为，在本发明的原子室的制造方法中，所述第一基板含有硅，所述第二基板含有玻璃。
[0039]由此，能够使用蚀刻技术、光刻技术制造小型且高精度的原子室。
[0040]应用例11
[0041 ] 优选为，在本发明的原子室的制造方法中，在所述密封工序中，通过加热接合来进行所述第一基板与所述第二基板的接合。
[0042]在加热接合中，第一基板以及第二基板为高温，而例如碱金属的熔点以及沸点比较低。因此，当在加热接合时存在碱金属单体，则碱金属将会附着于第一基板与第二基板的接合面上，致使接合强度降低。因此，在通过这样的接合实施密封的情况下，应用本发明所产生的效果将变得明显。
[0043]应用例12
[0044]优选为，在本发明的原子室的制造方法中，在所述密封工序中，通过阳极接合来进行所述第一基板与所述第二基板的接合。
[0045]在阳极接合中，第一基板以及第二基板为高温而例如碱金属单体的熔点以及沸点比较低。因此，当在加热接合时存在碱金属单体，碱金属将会附着于第一基板与第二基板的接合面上，致使接合强度的降低。因此，在通过这样的接合实施密封的情况下，应用本发明所产生的效果将变得明显。
[0046]应用例13
[0047]优选为，在本发明的原子室的制造方法中，在所述准备工序中，使所述第一基板具有多个所述凹部。
[0048]由此，能够尚效地制造原子室。
[0049]应用例14
[0050]优选为，在本发明的原子室的制造方法中，在所述密封工序之后，具有按照每个所述凹部而将所述第一基板与所述第二基板接合而成的接合体单片化的单化工序。
[0051]由此，能够高效地制造出原子室。
[0052]应用例15
[0053]本发明的量子干涉装置的特征在于，具备本发明的原子室。
[0054]由此，能够提供具有优异的频率稳定度的量子干涉装置。
[0055]应用例16
[0056]本发明的原子振荡器的特征在于，具备本发明的原子室。
[0057]由此，能够提供一种具有优异的频率稳定度的原子振荡器。
[0058]应用例17
[0059]本发明的电子设备的特征在于，具备本发明的原子室。
[0060]由此，能够提供一种具备能够提高频率稳定度的原子室的电子设备。
[0061]应用例18
[0062]本发明的移动体的特征在于，具备本发明的原子室。
[0063]由此，能够提供一种具备能够提高频率稳定度的原子室的移动体。
【附图说明】
[0064]图1为表示本发明的第一实施方式的原子振荡器(量子干涉装置)的概要概要图。
[0065]图2为用于对碱金属的能量状态进行说明的图。
[0066]图3为表示从光出射部出射的两种光的频率差与由光检测部检测出的光的强度之间的关系的曲线图。
[0067]图4中，(a)为图1所示的原子振荡器所具备的原子室的纵剖视图，(b)为(a)中的A-A线剖视图(横剖视图)。
[0068]图5为表示在图4所示的原子室的制造方法中的准备工序所使用的部件的图。
[0069]图6为表示图4所示的原子室的制造方法中的准备工序、配置工序以及密封工序的图。
[0070]图7为表示在图4所示的原子室的制造方法中的化合物分解工序以及单个化工序的图。
[0071]图8(a)为本发明的第二实施方式所涉及的原子振荡器所具备的原子室的纵剖视图，(b)为(a)中的A-A线剖视图(横剖视图)。
[0072]图9为表示图8所示的原子室的制造方法中的准备工序、配置工序以及密封工序的图。
[0073]图10为表示图8所示的原子室的制造方法中的化合物分解工序以及单个化工序的图。
[0074]图11为表示在利用了 GPS卫星的定位系统使用了本发明的原子振荡器的情况下的概要结构的图。
[0075]图12为表不本发明的移动体的一个例子的图。
【具体实施方式】
[0076]以下，基于附图所示的实施方式对本发明的原子室、原子室的制造方法、量子干涉装置、原子振荡器、电子设备以及移动体进行详细说明。
[0077]1、原子振荡器(量子干涉装置)
[0078]首先，对于本发明的原子振荡器(具备本发