的方式而对电压控制型水晶振荡器进行控制,从而会从电压控制型水晶振荡器输出所需的频率的信号。例如,当将来自原子振荡器I的输出信号的所需的频率设为f时,该倍频器的倍增率为ωΟ/(2Χ?.)。由此,当电压控制型水晶振荡器的振荡频率为f时,使用来自倍频器的信号而对出射光出射部3中所包含的半导体激光器等发光元件进行调制,从而能够出射频率差(ω1-ω2)为ωΟ的两种光。
[0127]另外,温度控制部11根据温度传感器7的检测结果而对朝向加热器6的通电进行控制。由此,能够将原子室2维持为所需的温度范围内。例如,原子室2通过加热器6而被温度调节为例如70°C左右。
[0128]另外,磁场控制部13以使磁场产生部8所产生的磁场为恒定的方式,而对朝向磁场产生部8的通电进行控制。
[0129]该控制部10例如被设置在被安装于基板上的IC芯片中。至此,对于原子振荡器I的结构进行了简单说明。
[0130]原子室的详细的说明
[0131]图4(a)为图1所示的原子振荡器所具备的原子室的纵剖视图,图4(b)为图4(a)中的A-A线剖视图(横剖视图)。
[0132]此外,在后文中为了便于说明,将图4(a)中的上侧称为“上”,下侧称为“下”。
[0133]如图4(a)所示,原子室2具备主体部21、隔着主体部21设置的一对窗部22、23。在该原子室2中,主体部21配置在一对窗部22、23之间,由主体部21以及一对窗部22、23划分形成(构成)封入有气体状的碱金属的内部空间S。
[0134]在此,主体部21以及窗部22、23构成“壁部”,该壁部构成(划分形成)内部空间S,主体部21以及窗部22构成具有在一个面侧开口的凹部的“第一基板”,另外,窗部23构成“第二基板”,所述“第二基板”被接合于第一基板的上述一个面侧,并同第一基板一起构成内部空间S。通过这样的多个基板的层压构造,从而能够实现原子室2的小型化。另外,如果实现原子室2的小型化,则原子室2内的无用物容易给EIT信号带来影响,因此通过将本发明应用于这样的构造的原子室2,其从而使其效果变得较为明显。此外,也可以说主体部21以及窗部23构成具有在一个面侧开口的凹部的“第一基板”,另外,窗部22构成“第二基板”,所述“第二基板”被接合于第一基板的上述一个面侧,且同第一基板一起构成内部空间S。
[0135]主体部21呈以上下方向为厚度方向的板状,在该主体部21上形成有贯穿于主体部21的厚度方向(上下方向)上的贯穿孔211、212,以及在主体部21的上表面开口而使贯穿孔211与贯穿孔212连通的槽213 (凹部)。
[0136]虽然作为该主体部21的构成材料没有进行特别限定,可以列举出玻璃材料、水晶、金属材料、树脂材料、硅材料等,但是其中,优选使用玻璃材料、水晶、硅材料的任意一种,更优选使用硅材料。由此,即便在形成宽度或高度为10_以下这样的较小的原子室2的情况下,也能够使用蚀刻等微细加工技术容易地形成高精度的主体部21。特别是,硅能够实现由蚀刻实施的微细加工。因此,通过使用硅来构成主体部21,从而即使实现了原子室2的小型化,也能够简单且高精度地形成主体部21。另外,在窗部22、23由玻璃构成的情况下,主体部21与窗部22、23能够通过阳极接合而简单地气密性接合,从而能够使原子室2的可靠性优异。
[0137]在该主体部21的下表面上接合有窗部22,相反,在主体部21的上表面上接合有窗部23。由此,贯穿孔211、212的下端侧开口被窗部22封堵,并且贯穿孔211、212的上端侧开口以及槽213的开口被窗部23封堵。此外,由贯穿孔211、212以及槽213构成的内部空间S被形成为气密性空间。
[0138]作为主体部21与窗部22、23的接合方法是根据它们的构成材料而决定的,只要为能够气密性接合的方法则不进行特别限定,例如可以使用由粘合剂实施的接合方法、直接接合法、阳极接合法、表面活性化接合法等,不过优选使用直接接合法或阳极接合法。由此,能够使主体部21与窗部22、23简单地气密性接合,从而能够使原子室2的可靠性优异。
[0139]被接合于该主体部21上的各个窗部22、23具有对于来自前文所述的光出射部3的激励光的透过性。此外,一方的窗部22为向原子室2的内部空间S内入射激励光LL的入射侧窗部,另一方的窗部23为从原子室2的内部空间S内出射激励光LL的出射侧窗部。
[0140]另外,窗部22、23分别呈板状。在此,可以说窗部22、23分别构成被层压于主体部21上的“基板”。
[0141]作为窗部22、23(基板)的构成材料,只要具有针对前文所述的激励光的透过性即可,则不进行特别限定,虽然例如列举出玻璃材料、水晶等,但是优选使用玻璃材料。由此,能够实现具有针对激励光的透过性的窗部22、23。另外,在主体部21由硅构成的情况下,通过使用玻璃构成窗部22、23,从而能够通过阳极接合而将躯干部主体部21与窗部22、23气密地性接合,从而能够使原子室2的可靠性优异。此外,还可以根据窗部22、23的厚度或激励光的强度而由硅构成窗部22、23。在这种情况下,可以将主体部21与窗部22、23直接接入口 ο
[0142]在由该主体部21以及窗部22、23划分形成的内部空间S内收纳有气体状的碱金属。被收纳于该内部空间S内的气体状的碱金属在贯穿孔211内通过激励光LL而被激励。即,贯穿孔211内的空间的至少一部分构成激励光LL通过的“光通过空间”。在本实施方式中,贯穿孔211的横截面呈圆形,另一方面,虽然光通过空间的横截面未进行图示,但是呈与贯穿孔211的横截面相似的形状(即圆形),并且,与贯穿孔211的横截面相比被设定得略小。此外,贯穿孔211的横截面形状并不局限于圆形,例如可以是四边形、五边形等多边形,也可以是椭圆形等。
[0143]另外,内部空间S的贯穿孔212内的空间经由槽213内的空间而与贯穿孔211内的空间连通。在本实施方式中,贯穿孔212的横截面呈矩形。此外,贯穿孔212的横截面形状不局限于矩形,例如,可以是五边形等其他多边形、圆形、椭圆形等。
[0144]在该贯穿孔212内的空间内收纳有液体状或固体状的碱金属M。S卩,贯穿孔212内的空间为构成内部空间S的一部分或者与内部空间S连通的空间,并构成配置有液体状或者固体状的碱金属M的“金属积存部”。该液体状或者固体状的碱金属M与内部空间S内的气体状的碱金属在饱和蒸气压下处于平衡状态,由此,能够使内部空间S内的气体状的碱金属保持规定浓度。另外,通过在与贯穿孔211内的空间分离的贯穿孔212内的空间配置碱金属M,从而能够减低碱金属M对频率特性造成的影响。
[0145]另外,在贯穿孔212内的空间内配置有化合物P以及吸气材料G。
[0146]化合物P为在后文所述的原子室2的制造中所使用的金属化合物Pl的分解反应后的残渣,例如是未反应的金属化合物P1。另外,化合物P还包括通过金属化合物Pl的分解反应生成的碱金属以外的生成物。另外,通过在与贯穿孔211内的空间分离的贯穿孔212内的空间配置化合物P,从而能够减少化合物P给频率特性造成的影响。
[0147]此外,通过金属化合物Pl的分解反应产生的碱金属以外的生成物全部为气体,并且金属化合物Pl完全发生分解反应的情况下,在内部空间S内不存在固体状的化合物P。在这种情况下,通过金属化合物Pl的分解反应产生的碱金属以外的生成物将作为气体存在于内部空间S,或者被吸附于吸气材料G上或者被吸气材料G吸收。此外,当通过金属化合物Pl的分解反应产生的碱金属以外的生成物为氮气等惰性气体的情况下,能够将该生成物作为缓冲气体的一部分而使用。
[0148]吸气材料G具备吸附或吸收所需的碱金属气体以及缓冲气体以外的气体的功能。由此,能够使吸气材料G吸附或吸收处于内部空间S内的碱金属原子以外的无用物的至少一部分。因此,能够减少在原子室2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2内的无用物使碱金属原子的运动变化从而给EIT信号造成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。另外,通过在与贯穿孔211内的空间分离的贯穿孔212内的空间配置吸气材料G,能够减少吸气材料G给频率特性造成的影响。
[0149]此外,对于化合物P、金属化合物Pl以及吸气材料G,同后文所述的原子室2的制造方法一起进行详述。
[0150]由于以上所说明的这种原子振荡器I具备将吸气材料G配置在内部空间S内的原子室2,因此具备优异的频率稳定度。
[0151]另外,以上所说明的这种原子振荡器I所具备的原子室2可以以如下的方式进行制造。
[0152]原子室的制造方法
[0153]以下,以对前文所述的原子室2进行制造的情况为例对本发明的原子室的制造方法进行说明。此外,在后文中,以主体部21由硅构成,窗部22、23由玻璃构成为的情况为例进行说明。
[0154]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中使用的部件的图。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。图7为表示图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。
[0155]原子室2的制造方法具有[I]准备工序、[2]配置工序、[3]密封工序、[4]化合物分解工序以及[5]单个化工序。以下,依次对各工序进行说明。
[0156][I]准备工序
[0157]首先,如图5所示,准备主体部形成用基板210以及窗部形成用基板220、230。
[0158]主体部形成用基板210为用于形成前文所述的主体部21的硅基板,具备贯穿孔211、212以及槽213。另外,窗部形成用基板220为用于形成前文所述的窗部22的玻璃基板。同样,窗部形成用基板230为用于形成前文所述的窗部23的玻璃基板。
[0159]这样,通过使主体部形成用基板210含有硅,窗部形成用基板220、230分别含有玻璃,从而能够使用蚀刻技术或光刻技术制造出小型且高精度的原子室2。
[0160]在本实施方式中,主体部形成用基板210具备多个组的贯穿孔211、212以及槽213,并通过在后文所述的[5]单个化工序中被单个化,由此形成主体部21。另外,窗部形成用基板220、230通过在后文所述的[5]单个化工序中被单个化而形成窗部22、23。
[0161]此外,如图6(a)所示,将主体部形成用基板210与窗部形成用基板220接合。由此,可得到主体部形成用基板210与窗部形成用基板220接合而成的接合体(层压体)。该接合体构成具有在一个面侧开口的贯穿孔211、212以及槽213所形成的凹部的“第一基板”。另外,窗