原子室及其制造方法、量子干涉装置、原子振荡器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及原子室的制造方法、原子室、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]作为长期具有尚精度的振荡特性的振荡器，公知有基于働、艳等喊金属的原子能量跃迀而进行振荡的原子振荡器。
[0003]原子振荡器的工作原理通常大致分为利用光与微波的双共振现象的方式和利用基于波长不同的两种光的量子干涉效应(CPT-Coherent Populat1n Trapping(相干布居俘获))的方式。无论在哪个方式的原子振荡器中，通常都具有封入了碱金属的原子室(气室)(例如，参照专利文献I)。
[0004]作为这样的原子室，已知具有层叠了多个基板的结构的原子室，以伴随着近年来对原子振荡器(特别是CPT方式的原子振荡器)的小型化的要求而实现小型化。在制造这样的原子室时，例如，在专利文献I中，准备在形成有沿厚度方向贯通的贯通孔的基板的一个面上接合玻璃基板而成的两个部件，在一个部件的玻璃基板的贯通孔侧的面上配置碱金属之后，将两个部件相互接合，从而形成封入有碱金属的内部空间。
[0005]这里，通常在原子室内封入预估了碱金属会随时间而减少的量的较大量的碱金属，剩余的碱金属作为液体状或固体状而存在。
[0006]但是，在专利文献I的原子室中，剩余的碱金属大量存在于应该使向碱金属照射的光通过的玻璃基板的区域上，因此存在如下问题:光的透过量减少，并且光的一部分与液体或者固体状态的碱金属发生作用，从而导致特性的下降。例如，在CPT方式的原子振荡器中，使用伴随电磁感应透明(EIT:Electromagnetically Induced Transparency)现象而产生的陡峭信号即EIT信号作为基准信号，但是，在专利文献I的原子室中，存在如下问题:EIT信号的强度减小，其结果是，频率稳定度下降。
[0007]专利文献1:日本特开2013 — 38382号公报
【发明内容】
[0008]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的制造方法和原子室，并且，提供具有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。
[0009]本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，能够作为以下的方式或应用例来实现。
[0010][应用例I]
[0011]本发明的原子室的制造方法的特征在于，包含:准备工序，准备构造体，该构造体具有构成内部空间且至少一部分为透光部的壁部，并在所述透光部上配置有液体状或固体状的金属原子；以及调整工序，以所述金属原子的量在所述透光部的外周部侧比中央部增的方式调整分布。
[0012]根据这样的原子室的制造方法，在所得到的原子室中，由于配置于透光部的中央部的液体状或固体状的金属原子的量较少，所以能够高效地使光透过。因此，例如在用于EIT方式的量子干涉装置的情况下，能够增大EIT信号的强度，其结果是，能够提高频率稳走度。
[0013][应用例2]
[0014]在本发明的原子室的制造方法中，优选的是，在所述调整工序中，通过对所述透光部进行加热来调整分布。
[0015]由此，即使在密封了内部空间的状态下，也能够进行调整工序。
[0016][应用例3]
[0017]在本发明的原子室的制造方法中，优选的是，所述准备工序包含:底座部准备步骤，准备底座部，该底座部向一个面侧开口，并具有底部构成所述透光部的凹部；配置步骤，将所述金属原子配置于所述底部；以及密封步骤，对所述凹部进行密封而形成所述内部空间。
[0018]由此，能够高效地制造小型的原子室。
[0019][应用例4]
[0020]在本发明的原子室的制造方法中，优选的是，在所述配置步骤中，通过成膜，将所述金属原子配置于所述底部。
[0021]由此，即使在制造小型的原子室的情况下，在配置步骤中，也能够将期望量的液体状或固体状的金属原子容易地配置于期望的位置和范围。
[0022][应用例5]
[0023]在本发明的原子室的制造方法中，优选的是，在所述调整工序中，以沿着所述底部的外周部配置所述金属原子的方式进行所述调整。
[0024]由此，即使配置于内部空间的液体状或固体状的金属原子的量较多，也能够将液体状或固体状的金属原子配置于窗部的外周部。
[0025][应用例6]
[0026]在本发明的原子室的制造方法中，优选的是，所述底部在俯视时具有角部，在所述调整工序中，以将所述金属原子配置于所述角部的方式进行所述调整。
[0027]由此，在所得到的原子室中，能够使液体状或固体状的金属原子从光通过区域远离。
[0028][应用例7]
[0029]在本发明的原子室的制造方法中，优选的是，在所述准备工序中，所述构造体具有设置于所述透光部的外周部的凹状的收纳部，在所述调整工序中，将所述金属原子的至少一部分配置于所述收纳部。
[0030]由此，在所得到的原子室中，能够使液体状或固体状的金属原子从光通过区域远离。
[0031][应用例8]
[0032]在本发明的原子室的制造方法中，优选的是，所述收纳部沿着所述透光部的外周部延伸。
[0033]由此，在所得到的原子室中，即使配置于内部空间的液体状或固体状的金属原子的量较多，也能够使液体状或固体状的金属原子从光通过区域远离。
[0034][应用例9]
[0035]本发明的原子室的特征在于，所述原子室是使用本发明的原子室的制造方法制造出的。
[0036]根据这样的原子室，由于配置于透光部的中央部的液体状或固体状的金属原子的量较少，所以能够高效地使光透过。因此，例如在用于EIT方式的量子干涉装置的情况下，能够增大EIT信号的强度，其结果是，能够提高频率稳定度。
[0037][应用例10]
[0038]本发明的原子室的特征在于，所述原子室具有:一对窗部；主体部，其配置于所述一对窗部之间，与所述一对窗部一起构成了内部空间；以及液体状或固体状的金属原子，其在所述内部空间中被配置在所述一对窗部中的至少一个窗部上，所述金属原子的量在所述窗部的外周部侧比中央部多。
[0039]根据这样的原子室，由于配置于透光部(窗部)的中央部的液体状或固体状的金属原子的量较少，所以能够高效地使光透过。因此，例如在用于EIT方式的量子干涉装置的情况下，能够增大EIT信号的强度，其结果是，能够提高频率稳定度。
[0040][应用例11]
[0041]在本发明的原子室中，优选的是，所述原子室具有凹状的收纳部，该收纳部设置于所述一对窗部中的至少一个窗部与所述主体部之间的连接部，并配置有所述金属原子。
[0042]由此，能够将液体状或固体状的金属原子稳定地配置于窗部的外周部。
[0043][应用例12]
[0044]在本发明的原子室中，优选的是，所述收纳部沿着所述连接部延伸。
[0045]由此，即使配置于内部空间的液体状或固体状的金属原子的量较多，也能够将液体状或固体状的金属原子稳定地配置于窗部的外周部。
[0046][应用例13]
[0047]在本发明的原子室中，优选的是，所述收纳部构成为包含设置于所述窗部的凹部。
[0048]由此，能够减少液体状或固体状的金属原子从收纳部超出并向窗部的中央部移动的情况。
[0049][应用例14]
[0050]在本发明的原子室中，优选的是，所述收纳部构成为包含设置于所述主体部的阶梯部。
[0051]由此，能够使液体状或固体状的金属原子从光通过区域远离。
[0052][应用例15]
[0053]本发明的量子干涉装置的特征在于，所述量子干涉装置具有本发明的原子室。
[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，所述原子振荡器具有本发明的原子室。
[0057]由此，能够提供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，所述电子设备具有本发明的原子室。
[0060]由此，能够提供具有可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，所述移动体具有本发明的原子室。
[0063]由此，能够提供具有可提尚频率稳定度的原子室的移动体。
【附图说明】
[0064]图1是示出本发明第I实施方式的原子振荡器(量子干涉装置)的概略图。
[0065]图2是用于说明碱金属的能量状态的图。
[0066]图3是示出从光射出部射出的两种光的频率差与由光检测部检测的光强度之间的关系的曲线图。
[0067]图4的(a)是图1所示的原子振荡器所具有的原子室的纵剖视图，图4的(b)是图4的(a)中的A — A线剖视图(横剖视图)。
[0068]图5是用于说明图1所示的原子振荡器所具有的原子室的另一使用例的纵剖视图。
[0069]图6是示出图4所示的原子室的制造方法中的准备工序(配置步骤)和密封步骤的图。
[0070]图7是示出图4所示的原子室的制造方法中的调整工序和单片化工序的图。
[0071]图8的(a)是本发明第2实施方式的原子振荡器所具有的原子室的纵剖视图，图8的(b)是图8的(a)中的A — A线剖视图(横剖视图)。
[0072]图9是示出图8所示的原子室的制造方法中的配置步骤、密封步骤和调整工序的图。
[0073]图10的(a)是本发明第3实施方式的原子振荡器所具有的原子室的纵剖视图，图10的(b)是图10的(a)中的A — A线剖视图(横剖视图)。
[0074]图11的(a)是本发明第4实施方式的原子振荡器所具有的原子室的纵剖视图，图11的(b)是图11的(a)中的A — A线剖视图(横剖视图)。
[0075]图12的(a)是本发明第5实施方式的原子振荡器所具有的原子室的纵剖视图，图12的(b)是图12的(a)中的A — A线剖视图(横剖视图)。
[0076]图13的(a)是本发明第6实施方式的原子振荡器所具有的原子室的纵剖视图，图13的(b)是图13的(a)中的A — A线剖视图(横剖视图)。
[0077]图14的(a)是本发明第7实施方式的原子振荡器所具有的原子室的纵剖视图，图14的(b)是图14的(a)中的A — A线剖视图(横剖视图)。
[0078]图15是示出在利用了GPS卫星的定位系统中使用本发明的原子振荡器的情况下的概略结构的图。
[0079]图16是示出本发明的移动体的一例的图。
[0080]标号说明
[0081]1:原子振荡器；2:原子室；2A:原子室；2B:原子室；2C:原子室；2D:原子室；2E:原子室；2F:原子室；3:光射出部；5:光检测部；6:加热器；7:温度传感器；8:磁场产生部；10:控制部；11:温度控制部；12:激励光控制部；13:磁场控制部；21:主体部；21B:主体部；21C:主体部；21D:主体部；21E:主体部；21F:主体部；22:窗部；22A:窗部；22C:窗部；22D:窗部;22E:窗部;23:窗部;41:光学部件；42:光学部件；43:光学部件；44:光学部件；100:定位系统；200 =GPS卫星；210:主体部形成用基板；211:贯通孔；211B:贯通孔；211C:贯通孔；211D:贯通孔；211E:贯通孔；211F:贯通孔；212:阶梯部；212C:阶梯部；212D:阶梯部；212E:阶梯部；220:窗部形成用基板；220A:窗部形成用基板；22