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JP2015041892A - Quantum interference device, atomic oscillator, electronic apparatus and moving body - Google Patents

Quantum interference device, atomic oscillator, electronic apparatus and moving body Download PDF

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JP2015041892A JP2013172036A JP2013172036A JP2015041892A JP 2015041892 A JP2015041892 A JP 2015041892A JP 2013172036 A JP2013172036 A JP 2013172036A JP 2013172036 A JP2013172036 A JP 2013172036A JP 2015041892 A JP2015041892 A JP 2015041892A
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JP
Japan
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container
light
quantum interference
interference device
unit
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Application number
JP2013172036A
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Japanese (ja)
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中島 卓哉
Takuya Nakajima
卓哉 中島
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a quantum interference device equipped with a warming means for suppressing generation of a magnetic field, and also to provide an atomic oscillator.SOLUTION: A quantum interference device includes: a housing; a container whose at least a part is surrounded by the housing; metal atoms housed in the container; a light emission part which irradiates light containing resonance light generating electromagnetic induction transparent phenomenon in the metal atoms; a light detection part which detects the light transmitting through the metal atoms; a magnetic field generation part which generates a magnetic field in the container; and a heat medium. This device has a circulation mechanism for circulating the heat medium.

Description

本発明は、量子干渉装置、量子干渉装置を搭載した原子発振器、原子発振器を搭載した電子機器および移動体に関する。   The present invention relates to a quantum interference device, an atomic oscillator equipped with the quantum interference device, an electronic device equipped with the atomic oscillator, and a moving object.

近年、携帯電話など移動体通信網やテレビ放送網等のデジタルネットワーク化の進展に伴い、伝送装置のクロック信号や放送局の基準周波数の生成に使用される基準クロック源等として、高精度・高安定な発振器が必要不可欠なものとなっている。このような発振器として、発振周波数の精度・安定度が高い原子発振器が多く用いられている。原子発振器は、搭載される通信機器の高周波化および高性能化に伴い、より高い発振周波数の精度・安定度が求められている。
この高精度および高安定の要求に対し特許文献1には、原子発振器を構成する量子干渉装置のガスセルの光透過面にペルチェ素子を設け、ガスセル内に収容されている金属原子を加温することでガスセル内における金属原子の分圧を維持している構造の原子発振器が開示されている。
In recent years, with the advancement of digital networks such as mobile communication networks such as mobile phones and television broadcasting networks, high precision and high accuracy as reference clock sources used to generate clock signals for transmission devices and reference frequencies for broadcasting stations, etc. A stable oscillator is indispensable. As such an oscillator, an atomic oscillator having high oscillation frequency accuracy and stability is often used. Atomic oscillators are required to have higher oscillating frequency accuracy and stability with higher frequency and higher performance of communication equipment.
In response to this demand for high accuracy and high stability, Patent Document 1 discloses that a Peltier element is provided on the light transmission surface of a gas cell of a quantum interference device constituting an atomic oscillator to heat metal atoms accommodated in the gas cell. An atomic oscillator having a structure that maintains the partial pressure of metal atoms in the gas cell is disclosed.

特開2007−335937号公報JP 2007-335937 A

上述した原子発振器は、ガスセル内の金属原子の分圧が維持されているため、ガスセル内に収容された金属原子の蒸気中を光が透過することで生じる電磁誘起透明化現象を安定して生じさせることができる。
しかしながら、上述した原子発振器においてガスセルの保持部材に設けられた金属原子の加温手段であるペルチェ素子への通電に応じてその周囲には磁場が生じる。原子発振器は、加温手段から発生した磁場によって金属原子の電子エネルギー準位の縮退および遷移エネルギーが変化することから、ガスセルを透過する光の電磁誘起透明化現象における周波数が変移する虞があった。また、加温手段としてのペルチェ素子への通電は、ガスセルが設けられた環境温度に応じて変化することから、通電に応じて生じる磁場も変化し、ガスセル内の金属原子に与えられる磁場が変化し、磁誘起透明化現象における周波数が変動する要因となっていた。
In the atomic oscillator described above, since the partial pressure of the metal atoms in the gas cell is maintained, the electromagnetically induced transparency phenomenon that occurs when light passes through the vapor of the metal atoms contained in the gas cell is stably generated. Can be made.
However, in the above-described atomic oscillator, a magnetic field is generated around the Peltier element, which is a metal atom heating means provided in the holding member of the gas cell. In the atomic oscillator, the degeneration of the electron energy level of metal atoms and the transition energy change due to the magnetic field generated by the heating means, so there is a risk that the frequency in the electromagnetically induced transparency phenomenon of light transmitted through the gas cell may change. . In addition, since energization to the Peltier element as a heating means changes according to the environmental temperature in which the gas cell is provided, the magnetic field generated according to the energization also changes, and the magnetic field applied to the metal atoms in the gas cell also changes. However, the frequency in the magnetically induced transparency phenomenon is a factor that fluctuates.

本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態、または適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適用例1]
本適用例に係る量子干渉装置は、筐体と、筐体に少なくとも一部が囲まれている容器と、容器に収容されている金属原子と、金属原子に電磁誘起透明化現象を発生させる共鳴光を含む光を照射する光出射部と、金属原子を透過した光を検出する光検出部と、容器内に磁場を発生させる磁場発生部と、熱媒を備え、熱媒を循環させる循環機構を有していることを特徴とする。
[Application Example 1]
The quantum interference device according to this application example includes a housing, a container at least partially surrounded by the housing, a metal atom contained in the container, and a resonance that generates an electromagnetically induced transparency phenomenon in the metal atom. A circulation mechanism that circulates a heat medium, including a light emitting part that emits light including light, a light detection part that detects light transmitted through metal atoms, a magnetic field generation part that generates a magnetic field in a container, and a heat medium It is characterized by having.

この様な量子干渉装置によれば、熱媒によって容器の加温および冷却をおこなうことで、容器に収容されている金属原子を所望の温度に保つとともに、容器内における金属原子の分圧を保つことができる。また、熱媒による加熱は、例えばITO膜などを用いた抵抗体による加熱と比べて磁場の発生が抑制される。すなわち、熱媒に通電することがないため、熱媒からの磁場の発生を抑制することができる。
したがって、磁場発生部によって容器内に発生させる磁場への影響を抑制するとともに、容器内の磁場の変動を抑制することで、容器に収容された金属原子の電子エネルギー準位の縮退および遷移エネルギーが変化することを抑制することができる。よって、金属原子に照射された共鳴光を含む光が金属原子に吸収されず透過する電磁誘起透明化現象が生じる周波数の変移を抑制することができる。
According to such a quantum interference device, by heating and cooling the container with a heat medium, the metal atoms contained in the container are maintained at a desired temperature and the partial pressure of the metal atoms in the container is maintained. be able to. Further, the heating with the heat medium suppresses the generation of a magnetic field as compared with the heating with a resistor using, for example, an ITO film. That is, since no current is supplied to the heat medium, generation of a magnetic field from the heat medium can be suppressed.
Therefore, by suppressing the influence on the magnetic field generated in the container by the magnetic field generator, and suppressing the fluctuation of the magnetic field in the container, the degeneracy of the electron energy level and the transition energy of the metal atoms contained in the container are reduced. It can suppress changing. Therefore, it is possible to suppress a frequency shift that causes an electromagnetically induced transparency phenomenon in which light including resonance light irradiated to a metal atom is transmitted without being absorbed by the metal atom.

[適用例2]
上記適用例に係る量子干渉装置において、循環機構には温調部が設けられ、温調部によって熱媒の温度調整をおこなうとともに、温度調整された熱媒によって容器の温度調整をおこなうことが好ましい。
[Application Example 2]
In the quantum interference device according to the application example described above, it is preferable that the circulation mechanism is provided with a temperature control unit, and the temperature of the heat medium is adjusted by the temperature control unit and the temperature of the container is adjusted by the temperature-adjusted heat medium. .

この様な量子干渉装置によれば、熱媒を循環させる循環機構に温調部が設けられているため、容器の加温および冷却をおこなう温度範囲を拡張することができる。また、容器に収容された金属原子を所望の温度に保つとともに、容器内における金属原子の分圧をさらに安定させることができる。   According to such a quantum interference device, since the temperature control unit is provided in the circulation mechanism for circulating the heat medium, the temperature range for heating and cooling the container can be expanded. Moreover, while maintaining the metal atom accommodated in the container at a desired temperature, the partial pressure of the metal atom in the container can be further stabilized.

[適用例3]
上記適用例に係る量子干渉装置において、循環機構と筐体との間に流路部が設けられていることが好ましい。
[Application Example 3]
In the quantum interference device according to the application example described above, it is preferable that a flow path is provided between the circulation mechanism and the housing.

この様な量子干渉装置によれば、循環機構は流路部を介して筐体と接続することができる。したがって、循環機構など量子干渉装置の構成要素の配置の自由度が高めることができるとともに、構成要素の配置によって容器内に発生させる磁場の変動をさらに抑制することができる。   According to such a quantum interference device, the circulation mechanism can be connected to the housing via the flow path portion. Therefore, the degree of freedom of arrangement of the components of the quantum interference device such as the circulation mechanism can be increased, and the fluctuation of the magnetic field generated in the container by the arrangement of the components can be further suppressed.

[適用例4]
上記適用例に係る量子干渉装置において、循環機構には熱源部が設けられ、熱源部の熱源の少なくとも一部として当該量子干渉装置から生じる熱を利用することが好ましい。
[Application Example 4]
In the quantum interference device according to the application example described above, it is preferable that the circulation mechanism is provided with a heat source unit, and heat generated from the quantum interference device is used as at least a part of the heat source of the heat source unit.

この様な量子干渉装置によれば、循環機構に設けられた熱源部は、量子干渉装置の構成要素から生じる熱を熱源の一部として用いることで、量子干渉装置で消費される電力などのエネルギーを低減させることができる。   According to such a quantum interference device, the heat source unit provided in the circulation mechanism uses energy generated from the components of the quantum interference device as a part of the heat source, so that energy such as electric power consumed by the quantum interference device is obtained. Can be reduced.

[適用例5]
上記適用例に係る量子干渉装置において、循環部は、MEMS構造体で構成されていることが好ましい。
[Application Example 5]
In the quantum interference device according to the application example described above, it is preferable that the circulation unit includes a MEMS structure.

この様な量子干渉装置によれば、循環部はMEMS構造体で構成されているため、モーターなどを含み構成されている場合と比べて磁場の発生を抑制することができる。したがって、容器内に発生させる磁場の変動をさらに抑制することができる。   According to such a quantum interference device, since the circulation unit is configured by the MEMS structure, generation of a magnetic field can be suppressed as compared with a case where the circulation unit is configured including a motor or the like. Therefore, the fluctuation | variation of the magnetic field generated in a container can further be suppressed.

[適用例6]
本適用例に係る原子発振器は、筐体と、筐体に少なくとも一部が囲まれている容器と、容器に収容されている金属原子と、金属原子に電磁誘起透過化現象を発生させる共鳴光を含む光を照射する光出射部と、金属原子を透過した光を検出する光検出部と、容器内に磁場を発生させる磁場発生部と、筐体と容器との間の空間に設けられた熱媒体と、熱媒体を循環させる循環機構と、を備えている量子干渉装置を含むことを特徴とする。
[Application Example 6]
The atomic oscillator according to this application example includes a housing, a container at least partially surrounded by the housing, metal atoms contained in the container, and resonant light that generates an electromagnetically induced transparency phenomenon in the metal atoms. Provided in a space between the housing and the container, a light detection unit that detects light transmitted through the metal atoms, a light detection unit that detects light transmitted through the metal atoms, a magnetic field generation unit that generates a magnetic field in the container It includes a quantum interference device including a heat medium and a circulation mechanism for circulating the heat medium.

この様な原子発振器によれば、筐体と容器との隙間に設けられた熱媒によって、容器の加温および冷却をおこなうことで容器に収容されている金属原子を所望の温度に保つとともに、容器内における金属原子の分圧を保つことができる。また、熱媒による加熱は、例えばITO膜などを用いた抵抗体による加熱と比べて磁場の発生が抑制される。すなわち、熱媒に通電することがないため、熱媒からの磁場の発生を抑制することができる。
したがって、磁場発生部によって容器内に発生させる磁場への影響を抑制するとともに、容器内の磁場の変動を抑制することで、容器に収容されている金属原子の電子エネルギー準位の縮退および遷移エネルギーが変化することを抑制することができる。また、金属原子に照射された共鳴光を含む光が金属原子に吸収されず透過する電磁誘起透明化現象が生じる周波数の変移を抑制することができる。
よって、電磁誘起透明化現象によって得られる信号の周波数の変移が抑制された当該信号に基づいて高精度な信号を発振することができる原子発振器を得ることができる。
According to such an atomic oscillator, the heating medium provided in the gap between the casing and the container keeps the metal atoms contained in the container at a desired temperature by heating and cooling the container, The partial pressure of metal atoms in the container can be maintained. Further, the heating with the heat medium suppresses the generation of a magnetic field as compared with the heating with a resistor using, for example, an ITO film. That is, since no current is supplied to the heat medium, generation of a magnetic field from the heat medium can be suppressed.
Therefore, by suppressing the influence on the magnetic field generated in the container by the magnetic field generator, and suppressing the fluctuation of the magnetic field in the container, the degeneracy of the electron energy level and the transition energy of the metal atoms contained in the container Can be prevented from changing. In addition, it is possible to suppress a frequency shift that causes an electromagnetically induced transparency phenomenon in which light including resonance light irradiated to a metal atom is transmitted without being absorbed by the metal atom.
Therefore, it is possible to obtain an atomic oscillator that can oscillate a highly accurate signal based on the signal in which the frequency shift of the signal obtained by the electromagnetically induced transparency phenomenon is suppressed.

[適用例7]
本適用例に係る電子機器は、上述した原子発振器を備えることを特徴とする。
[Application Example 7]
An electronic apparatus according to this application example includes the above-described atomic oscillator.

この様な電子機器によれば、上述した原子発振器を備えることで、高精度な発振信号に基づいて電子機器を動作させることができる。したがって、電子機器の信頼性を高めることができる。   According to such an electronic device, by providing the above-described atomic oscillator, the electronic device can be operated based on a highly accurate oscillation signal. Therefore, the reliability of the electronic device can be increased.

[適用例8]
本適用例に係る移動体は、上述した原子発振器を備えていることを特徴とする。
[Application Example 8]
The moving body according to this application example includes the above-described atomic oscillator.

この様な移動体によれば、上述した原子発振器を備えることで、高精度な発振信号に基づいて移動体を動作させることができる。したがって、電子機器の信頼性を高めることができる。   According to such a moving body, by providing the above-described atomic oscillator, the moving body can be operated based on a highly accurate oscillation signal. Therefore, the reliability of the electronic device can be increased.

第1実施形態に係る量子干渉装置を模式的に示すブロック図。The block diagram which shows typically the quantum interference apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る量子干渉装置に備えられたガスセルの構造を模式的に示す図。The figure which shows typically the structure of the gas cell with which the quantum interference apparatus which concerns on 1st Embodiment was equipped. 第1実施形態に係る量子干渉装置に備えられたアルカリ金属原子の励起準位を説明する図。The figure explaining the excitation level of the alkali metal atom with which the quantum interference apparatus which concerns on 1st Embodiment was equipped. 第1実施形態に係る量子干渉装置に備えられたアルカリ金属原子のエネルギー準位および電磁誘起透明化現象を説明する図。The figure explaining the energy level of the alkali metal atom with which the quantum interference apparatus which concerns on 1st Embodiment was equipped, and the electromagnetic induction transparency phenomenon. 第2実施形態に係る原子発振器の構成を模式的に示すブロック図。The block diagram which shows typically the structure of the atomic oscillator which concerns on 2nd Embodiment. 実施例に係る電子機器としてのパーソナルコンピューターを模式的に示す図。FIG. 3 is a diagram schematically showing a personal computer as an electronic apparatus according to an example. 実施例に係る電子機器としての携帯電話機を模式的に示す図。FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a mobile phone as an electronic apparatus according to an example. 実施例に係る電子機器としてのデジタルスチールカメラを模式的に示す図。The figure which shows typically the digital still camera as an electronic device which concerns on an Example. 実施例に係る移動体としての自動車を模式的に示す図。The figure which shows typically the motor vehicle as a moving body which concerns on an Example.

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際の構成要素とは適宜に異ならせて記載する場合がある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each figure shown below, the size and ratio of each component may be described differently from the actual component in order to make each component large enough to be recognized on the drawing. is there.

[第1実施形態]
第1実施形態に係る量子干渉装置について、図1から図4を用いて説明する。
図1は、第1実施形態に係る量子干渉装置を模式的に示すブロック図である。図2は、量子干渉装置に備えられたガスセルの構造を模式的に示す図である。図3は、量子干渉装置に備えられたアルカリ金属原子の励起準位を説明する図である。また、図4は、量子干渉装置に備えられたアルカリ金属原子のエネルギー準位および電磁誘起透明化現象を説明する図である。
[First Embodiment]
The quantum interference device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating the quantum interference device according to the first embodiment. FIG. 2 is a diagram schematically showing the structure of the gas cell provided in the quantum interference device. FIG. 3 is a diagram for explaining the excitation levels of alkali metal atoms provided in the quantum interference device. FIG. 4 is a diagram for explaining the energy levels of the alkali metal atoms and the electromagnetically induced transparency phenomenon provided in the quantum interference device.

<量子干渉装置100の構成>
図1に示す本実施形態の量子干渉装置100は、光出射部10、ガスセル11、光検出部12、磁場発生部13、および循環機構14を含んで構成されている。また、ガスセル11には、金属原子の一例であるアルカリ金属原子M(図2参照)が配設されている容器11aと、その容器11aの少なくとも一部を囲む様に筐体11cが設けられ、容器11aと筐体11cとの隙間に熱媒11dが配設されている。また、量子干渉装置100には、熱媒11dを循環させる循環機構14と、ガスセル11と循環機構14とを離間させて接続するとともに、熱媒11dの管路となる流路部15と、を含んで構成することができきる。なお、本実施形態の量子干渉装置100は、適宜、図1の構成要素(各部)の一部を省略または変更し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としてもよい。なお、図1において説明の便宜のため、後述する原子発振器200と、その構成要素の一部を記載している。以下に、量子干渉装置100について詳述する。
<Configuration of Quantum Interference Device 100>
A quantum interference device 100 of this embodiment shown in FIG. 1 includes a light emitting unit 10, a gas cell 11, a light detecting unit 12, a magnetic field generating unit 13, and a circulation mechanism 14. The gas cell 11 is provided with a container 11a in which alkali metal atoms M (see FIG. 2), which are examples of metal atoms, are disposed, and a casing 11c so as to surround at least a part of the container 11a. A heat medium 11d is disposed in a gap between the container 11a and the housing 11c. In addition, the quantum interference device 100 includes a circulation mechanism 14 that circulates the heat medium 11d, a gas cell 11 and the circulation mechanism 14 that are separated from each other, and a flow path portion 15 that serves as a conduit for the heat medium 11d. It can be configured to include. Note that the quantum interference device 100 according to the present embodiment may have a configuration in which some of the components (each unit) in FIG. 1 are omitted or changed as appropriate, or other components are added. For convenience of explanation, FIG. 1 shows an atomic oscillator 200, which will be described later, and some of its components. Hereinafter, the quantum interference device 100 will be described in detail.

(光出射部10)
光出射部10は、ガスセル11を透過させ光検出部12で受光される励起光LL(一対の共鳴光L1および共鳴光L2)の発光、および出射をおこなう。光出射部10は、その光源の一例として半導体レーザーを用いることができる。半導体レーザーは、例えば、垂直共振器面発光レーザー(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser)等の面発光レーザーや端面発光レーザー(Edge Emitting Laser)などを用いることができる。光出射部10に向かって出射された励起光LLは、各種フィルター(不図示)を透過し、ガスセル11に入射する。
(Light emitting part 10)
The light emitting unit 10 emits and emits excitation light LL (a pair of resonance light L1 and resonance light L2) that is transmitted through the gas cell 11 and received by the light detection unit 12. The light emitting unit 10 can use a semiconductor laser as an example of the light source. As the semiconductor laser, for example, a surface emitting laser such as a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) or an edge emitting laser can be used. The excitation light LL emitted toward the light emitting unit 10 passes through various filters (not shown) and enters the gas cell 11.

(ガスセル11)
ガスセル11は、容器11a中にアルカリ金属原子M(例えば、ナトリウム(Na)原子、ルビジウム(Rb)原子、セシウム(Cs)原子など)とともに、緩衝ガス(例えば、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)などの単一、もしくは、これらを含む混合ガス)が封入されている。ガスセル11に入射した励起光LLの一部はガスセル11を透過し、光検出部12に入射する。図2にガスセル11の構造を模式的に示す。図2(a)は、ガスセル11を模式的に示す斜視図である。図2(b)は、図2(a)に示す線分A−A’における矢印の方向からみたガスセル11の断面であり、ガスセル11に入射する励起光LLの光軸と同軸の方向から見たガスセル11の断面を示すものである。また、図2(c)は、図2(a)に示す線分C−C’において矢印の方向から見たガスセル11の側断面を模式的に示すものである。図2(c)は、ガスセル11に入射する励起光LLの光軸と並行する方向から視た側断面を模式的に示すものである。
図2に示す様にガスセル11は、容器11aを囲む様に筐体11cが設けられるとともに、容器11aと筐体11cとの隙間に熱媒11dが配設されている。
容器11aおよび筐体11cを構成する材料は、特に限定されることはない。本実施形態においては、その一例として図2(b)に示す様に容器11aおよび筐体11cの壁部11wにシリコン基板を用いるとともに、リッド部(蓋部)11Lにガラス基板を用いることができる。また、リッド部11Lに熱媒11dの管路となる流路部15を接続することができる。これにより、ガスセル11に入射する励起光LLは、リッド部11Lから容器11a内にその励起光LLが入射し、ガスセル11を透過して光検出部12にその励起光LLを入射させることができる。
(Gas cell 11)
The gas cell 11 includes an alkali metal atom M (for example, sodium (Na) atom, rubidium (Rb) atom, cesium (Cs) atom, etc.) and a buffer gas (for example, neon (Ne), argon (Ar) in the container 11a. Or a mixed gas containing these). Part of the excitation light LL that has entered the gas cell 11 passes through the gas cell 11 and enters the light detection unit 12. FIG. 2 schematically shows the structure of the gas cell 11. FIG. 2A is a perspective view schematically showing the gas cell 11. FIG. 2B is a cross section of the gas cell 11 as seen from the direction of the arrow in the line segment AA ′ shown in FIG. 2A, and is viewed from the direction coaxial with the optical axis of the excitation light LL incident on the gas cell 11. 2 shows a cross section of the gas cell 11. Moreover, FIG.2 (c) shows typically the side cross section of the gas cell 11 seen from the direction of the arrow in line segment CC 'shown to Fig.2 (a). FIG. 2C schematically shows a side cross section viewed from a direction parallel to the optical axis of the excitation light LL incident on the gas cell 11.
As shown in FIG. 2, the gas cell 11 is provided with a casing 11c so as to surround the container 11a, and a heat medium 11d is disposed in a gap between the container 11a and the casing 11c.
The material which comprises the container 11a and the housing | casing 11c is not specifically limited. In the present embodiment, as an example, as shown in FIG. 2B, a silicon substrate can be used for the wall 11w of the container 11a and the casing 11c, and a glass substrate can be used for the lid (lid) 11L. . Moreover, the flow path part 15 used as the pipe line of the heat medium 11d can be connected to the lid part 11L. As a result, the excitation light LL incident on the gas cell 11 can enter the container 11a from the lid portion 11L, pass through the gas cell 11, and allow the excitation light LL to enter the light detection unit 12. .

熱媒11dは、特に限定されることはない。熱媒11dは、使用できる圧力が適当であり、単位体積あたりの熱容量(潜熱)が大きく、不燃性かつ、非侵蝕性であることが好ましい。また、熱媒11dは、非磁性の材料が好ましい。熱媒11dは、その一例としてハイドロフルオロカーボン(HFC)、パーフルオロカーボン(PFC)、油、水等を用いることができる。   The heat medium 11d is not particularly limited. It is preferable that the usable pressure of the heat medium 11d is appropriate, the heat capacity per unit volume (latent heat) is large, nonflammable and non-erodible. The heat medium 11d is preferably a nonmagnetic material. As an example of the heat medium 11d, hydrofluorocarbon (HFC), perfluorocarbon (PFC), oil, water, or the like can be used.

(光検出部12)
図1の量子干渉装置100のブロック図に戻り光検出部12について説明をする。
光検出部12は、ガスセル11を透過した励起光LLを検出し、検出した光の強度に応じた信号を出力する。光検出部12は、その一例として、受光した光の強度に応じた信号を出力するフォトダイオード(PD:Photo Diode)を用いることができる。光検出部12の出力信号は後述する原子発振器200を構成する検波回路部21と検波回路部26に入力される。
(Photodetection unit 12)
Returning to the block diagram of the quantum interference device 100 in FIG. 1, the light detection unit 12 will be described.
The light detection unit 12 detects the excitation light LL transmitted through the gas cell 11 and outputs a signal corresponding to the detected light intensity. As an example, the light detection unit 12 can use a photodiode (PD) that outputs a signal corresponding to the intensity of received light. An output signal of the light detection unit 12 is input to a detection circuit unit 21 and a detection circuit unit 26 that constitute an atomic oscillator 200 described later.

(磁場発生部13)
磁場発生部13は、アルカリ金属原子Mが収容されている容器11aの内部の少なくとも一部に磁場を発生させるものである。磁場発生部13は、例えば、コイルを含み構成することができ、コイルの位置、形状(例えば、コイルを巻く方向、巻き数、直径等)、電流の大きさや向き等を調整することで所望の磁場を発生させることができる。
(Magnetic field generator 13)
The magnetic field generator 13 generates a magnetic field in at least a part of the inside of the container 11a in which the alkali metal atom M is accommodated. The magnetic field generator 13 can be configured to include a coil, for example, and can be configured by adjusting the position and shape of the coil (for example, the direction in which the coil is wound, the number of turns, the diameter, etc.), the magnitude and direction of the current, and the like. A magnetic field can be generated.

容器11aに磁場を与えると、容器11a内に収容されているアルカリ金属原子Mの各エネルギー準位が2F+1個に分裂(ゼーマン分裂)する。例えば、セシウム原子の場合、図3(a)に示すように、6S1/2,F=3の基底準位や6P3/2,F’=3の励起準位は、磁気量子数mF=0,±1,±2,±3に対応する7つの準位に分裂し、6S1/2,F’=4の基底準位や6P3/2,F=4の励起準位は、磁気量子数mF=0,±1,±2,±3,±4に対応する9つの準位に分裂する。
セシウム原子(アルカリ金属原子M)にσ+円偏光が入射すると、ΔmF=+1の選択則に従って励起するため、例えば、6S1/2,F=3,4の基底準位と6P3/2,F’=4の励起準位の間で、7つのΛ型3準位が形成される。
したがって、この状態では、2光波の周波数差をスイープすると、図3(b)に示すように7つのEIT信号が観測される。EIT信号は、6S1/2,F=3,4のmF=0の基底準位と6P3/2,F’=4のmF=+1の励起準位の間で形成されるΛ型3準位に対応する強度が最も高い。よって、このEIT信号を発生させるように、共鳴光L1および共鳴光L2の周波数差を制御することが有用である。
When a magnetic field is applied to the container 11a, each energy level of the alkali metal atom M accommodated in the container 11a is split into 2F + 1 pieces (Zeeman splitting). For example, in the case of a cesium atom, as shown in FIG. 3A, the ground level of 6S 1/2 and F = 3 and the excited level of 6P 3/2 and F ′ = 3 are represented by the magnetic quantum number mF = It splits into seven levels corresponding to 0, ± 1, ± 2, ± 3, and the 6S 1/2 , F ′ = 4 ground level and 6P 3/2 , F = 4 excited level are magnetic The quantum number is divided into nine levels corresponding to mF = 0, ± 1, ± 2, ± 3, ± 4.
When σ + circularly polarized light is incident on a cesium atom (alkali metal atom M), excitation is performed according to the selection rule of ΔmF = + 1. For example, 6S 1/2 , F = 3,4 ground levels and 6P 3/2 , F Between the excited levels of '= 4, seven Λ-type three levels are formed.
Therefore, in this state, when the frequency difference between the two light waves is swept, seven EIT signals are observed as shown in FIG. The EIT signal is a Λ-type three-level formed between an mF = 0 ground level of 6S 1/2 , F = 3,4, and an excitation level of 6P 3/2 , F ′ = 4, mF = + 1. The strength corresponding to the position is the highest. Therefore, it is useful to control the frequency difference between the resonant light L1 and the resonant light L2 so as to generate this EIT signal.

(循環機構14)
図1の量子干渉装置100のブロック図に戻り循環機構14について説明をする。
循環機構14は、ガスセル11に配設された熱媒11dを循環させる。循環機構14は、熱媒11dを循環させることで容器11aの保温をおこなうものである。
循環機構14は、ガスセル11と一体、もしくは連接して配設されている。循環機構14は、熱媒11dを対流させることで容器11aの保温をおこなうことができる。
また、循環機構14は、ガスセル11との間に熱媒11dの管路となる流路部15を設けることでガスセル11と離間させて配設することができる。ガスセル11と循環機構14とを流路部15を介して離間させることで量子干渉装置100の各構成要素の配置の自由度を高めることができる。
(Circulation mechanism 14)
Returning to the block diagram of the quantum interference device 100 of FIG. 1, the circulation mechanism 14 will be described.
The circulation mechanism 14 circulates the heat medium 11 d disposed in the gas cell 11. The circulation mechanism 14 keeps the container 11a warm by circulating the heat medium 11d.
The circulation mechanism 14 is disposed integrally with or connected to the gas cell 11. The circulation mechanism 14 can keep the container 11a warm by convection of the heat medium 11d.
Further, the circulation mechanism 14 can be disposed apart from the gas cell 11 by providing a flow path portion 15 serving as a conduit for the heat medium 11 d between the circulation mechanism 14 and the gas cell 11. By separating the gas cell 11 and the circulation mechanism 14 via the flow path unit 15, the degree of freedom of arrangement of each component of the quantum interference device 100 can be increased.

また、循環機構14は、熱媒11dの温度調整をおこなう温調部14aを設けても良い。
温調部14aは、その一例として放熱部(不図示)および三方弁(不図示)などが設けられ、熱媒11dが所定の温度を超える場合は、熱媒11dを放熱部に循環させて放熱をおこない、過度な熱媒11dおよび容器11aの温度上昇を抑制することができる。
Further, the circulation mechanism 14 may be provided with a temperature adjustment unit 14a that adjusts the temperature of the heat medium 11d.
For example, the temperature control unit 14a is provided with a heat radiating unit (not shown) and a three-way valve (not shown). When the heat medium 11d exceeds a predetermined temperature, the heat medium 11d is circulated to the heat radiating part to radiate heat. It is possible to suppress an excessive temperature rise of the heat medium 11d and the container 11a.

また、循環機構14は、温調部14aに加えて熱媒11dの加温、冷却をおこなう熱源部14bを設けることができる。熱源部14bを設けることで熱媒11dおよび容器11aの温度が上昇した場合の冷却と、熱媒11dおよび容器11aの温度が低下した場合の加温と、をおこなうことができる。なお、熱源部14bの熱源は特に限定されることはない。熱源部14bの熱源の一例として、冷却にはペルチェ素子を、加温には抵抗素子を用いることができる。また、加温熱源として、光出射部10から生じる熱を熱媒11dで吸熱することで用いることができる。なお、循環機構14に温調部14aを設ける場合は、循環機構14と筐体11cとの間に流路部15を設けることが好ましい。流路部15を設けることで温調部14aを筐体11cから離間させて配設することで、温調部14aで生じる磁場の影響をガスセル11で受けにくくすることができる。   Further, the circulation mechanism 14 can be provided with a heat source part 14b for heating and cooling the heat medium 11d in addition to the temperature control part 14a. By providing the heat source part 14b, cooling when the temperature of the heat medium 11d and the container 11a rises and heating when the temperature of the heat medium 11d and the container 11a is lowered can be performed. The heat source of the heat source unit 14b is not particularly limited. As an example of the heat source of the heat source unit 14b, a Peltier element can be used for cooling, and a resistance element can be used for heating. Moreover, it can be used as a heating heat source by absorbing the heat generated from the light emitting part 10 with the heat medium 11d. In addition, when providing the temperature control part 14a in the circulation mechanism 14, it is preferable to provide the flow-path part 15 between the circulation mechanism 14 and the housing | casing 11c. By providing the flow path portion 15 and disposing the temperature adjustment portion 14a away from the housing 11c, it is possible to make the gas cell 11 less likely to be affected by the magnetic field generated in the temperature adjustment portion 14a.

さらに、循環機構14は、循環部14cを設けることができる。循環部14cは熱媒11dを搬送するものであり、その一例としてMEMS可動構造体で構成されたポンプを用いることができる。循環部14cが設けられることで、熱媒11dの循環を効率的におこなうとともに、熱媒11dの潜熱分布の均一化を図ることで容器11aの保温および加温を効率的におこなうことができる。   Furthermore, the circulation mechanism 14 can be provided with a circulation part 14c. The circulation part 14c conveys the heat medium 11d, and as an example, a pump composed of a MEMS movable structure can be used. By providing the circulation part 14c, the heat medium 11d can be efficiently circulated, and the latent heat distribution of the heat medium 11d can be made uniform to efficiently retain and warm the container 11a.

ここで、アルカリ金属原子Mは、常温(20度から30度)においては、その多くが液化状態である。量子干渉装置100は、アルカリ金属Mを加温することで気化させ、その気化されたアルカリ金属原子M中を励起光LLが透過されることで生じる励起光LLの変化を検出(検波)して利用している。   Here, most of the alkali metal atoms M are in a liquefied state at room temperature (20 to 30 degrees). The quantum interference device 100 evaporates the alkali metal M by heating, and detects (detects) a change in the excitation light LL caused by the excitation light LL being transmitted through the vaporized alkali metal atom M. We are using.

より詳しくは、アルカリ金属原子Mは、図4(a)に示すように、三準位系のエネルギー準位を有しており、エネルギー準位の異なる2つの基底状態(基底状態α,β)と、励起状態との3つの状態をとり得る。ここで、基底状態αは、基底状態βよりも低いエネルギー状態である。このような気化されたアルカリ金属原子Mに対して周波数の異なる励起光LL(第1共鳴光L1および第2共鳴光L2)を照射すると、第1共鳴光L1の周波数ω1と第2共鳴光L2の周波数ω2との差(ω1−ω2)に応じて、第1共鳴光1L1および第2共鳴光L2のアルカリ金属原子Mにおける光吸収率(光透過率)が変化する。   More specifically, as shown in FIG. 4A, the alkali metal atom M has a three-level energy level, and two ground states (ground states α and β) having different energy levels. And an excited state. Here, the ground state α is an energy state lower than the ground state β. When the vaporized alkali metal atom M is irradiated with excitation light LL (first resonance light L1 and second resonance light L2) having different frequencies, the frequency ω1 of the first resonance light L1 and the second resonance light L2 are emitted. The optical absorptance (light transmittance) of the first resonance light 1L1 and the second resonance light L2 in the alkali metal atom M changes according to the difference (ω1-ω2) from the frequency ω2.

第1共鳴光L1の周波数ω1と、第2共鳴光L2の周波数ω2と、の差(ω1−ω2)が、基底状態αと基底状態βとのエネルギー差に相当する周波数に一致したとき、基底状態α,βから励起状態への励起がそれぞれ停止する。このとき、第1共鳴光L1および第2共鳴光L2は、いずれも、アルカリ金属原子Mに吸収されずに透過する。このような現象をCPT現象、または電磁誘起透明化現象(EIT:Electromagnetically Induced Transparency)と呼ぶ。   When the difference (ω1−ω2) between the frequency ω1 of the first resonant light L1 and the frequency ω2 of the second resonant light L2 matches the frequency corresponding to the energy difference between the ground state α and the ground state β, The excitation from the states α and β to the excited state stops. At this time, both the first resonance light L1 and the second resonance light L2 are transmitted without being absorbed by the alkali metal atom M. Such a phenomenon is called a CPT phenomenon or an electromagnetically induced transparency (EIT) phenomenon.

光出射部10は、ガスセル11に向けて、前述した周波数の異なる第1共鳴光L1および第2共鳴光L2を出射する。例えば、光出射部10が第1共鳴光L1の周波数ω1を固定し、第2共鳴光L2の周波数ω2を変化させていくと、第1共鳴光L1の周波数ω1と第2共鳴光L2の周波数ω2との差(ω1−ω2)が基底状態αと基底状態βとのエネルギー差に相当する周波数ω0に一致したとき、光検出部12の検出強度Sは、図4(b)に示すように、急峻に上昇する。このような急峻な信号をEIT信号として検出する。このEIT信号は、アルカリ金属原子Mの種類によって決まった固有値を有し、当該EIT信号を後述する原子発振器200で検波などをおこなうことで高精度な発振信号を得ることができる。   The light emitting unit 10 emits the first resonance light L1 and the second resonance light L2 having different frequencies described above toward the gas cell 11. For example, when the light emitting unit 10 fixes the frequency ω1 of the first resonance light L1 and changes the frequency ω2 of the second resonance light L2, the frequency ω1 of the first resonance light L1 and the frequency of the second resonance light L2 are changed. When the difference (ω1−ω2) from ω2 coincides with the frequency ω0 corresponding to the energy difference between the ground state α and the ground state β, the detection intensity S of the light detection unit 12 is as shown in FIG. It rises steeply. Such a steep signal is detected as an EIT signal. This EIT signal has an eigenvalue determined by the type of alkali metal atom M, and a highly accurate oscillation signal can be obtained by detecting the EIT signal with an atomic oscillator 200 described later.

上述した量子干渉装置100においてガスセル11の容器11aに配置されたアルカリ金属Mを加温し、気化させた状態に保つことが求められている。容器11a中の緩衝ガスと、気化されたアルカリ金属原子Mと、の比率が異なると上述したEIT信号の特性が変動する。そこで、上述した熱媒11dによって容器11aを加温し間接的にアルカリ金属原子Mに熱を加えることで、容器11a内において飽和状態となるようにアルカリ金属原子Mを気化させた状態を保つことができる。   In the above-described quantum interference device 100, it is required to warm the alkali metal M disposed in the container 11a of the gas cell 11 and keep it vaporized. If the ratio between the buffer gas in the container 11a and the vaporized alkali metal atom M is different, the characteristics of the EIT signal described above change. Therefore, the state in which the alkali metal atom M is vaporized so as to be saturated in the container 11a is maintained by heating the container 11a with the heating medium 11d and indirectly heating the alkali metal atom M. Can do.

上述した第1実施形態によれば、以下の効果が得られる。
この様な量子干渉装置100によれば、ガスセル11の筐体11cと容器11aとの隙間に設けられた熱媒11dによって、容器11aの加温および冷却をおこなうことで容器11aに収容されているアルカリ金属原子Mを所望の温度に保つとともに、容器11a内におけるアルカリ金属原子Mの分圧を保つことができる。また、熱媒11dによる容器11aの加熱は、熱媒11dから発生する磁場が抑制されている。すなわち、熱媒11dに通電することがないため、熱媒11dから生じる磁場を抑制することができる。
したがって、磁場発生部13によって容器11a内に発生させる磁場への影響を抑制するとともに、容器11a内の磁場の変動を抑制することで、容器11aに収容されているアルカリ金属原子Mの電子エネルギー準位の縮退および遷移エネルギーが変化することを抑制することができる。よって、アルカリ金属原子Mに照射された共鳴光を含む励起光LLがアルカリ金属原子Mに吸収されず透過する電磁誘起透明化現象が生じる周波数の変移が抑制された量子干渉装置100を得ることができる。
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
According to such a quantum interference device 100, the container 11a is accommodated in the container 11a by heating and cooling the container 11a by the heat medium 11d provided in the gap between the casing 11c of the gas cell 11 and the container 11a. While maintaining the alkali metal atom M at a desired temperature, the partial pressure of the alkali metal atom M in the container 11a can be maintained. Moreover, the heating of the container 11a by the heat medium 11d suppresses the magnetic field generated from the heat medium 11d. In other words, since the heating medium 11d is not energized, the magnetic field generated from the heating medium 11d can be suppressed.
Accordingly, by suppressing the influence on the magnetic field generated in the container 11a by the magnetic field generator 13, and suppressing the fluctuation of the magnetic field in the container 11a, the electron energy level of the alkali metal atom M accommodated in the container 11a is reduced. It is possible to suppress the degeneration of the position and the change of the transition energy. Therefore, it is possible to obtain the quantum interference device 100 in which the frequency shift in which the electromagnetically induced transparency phenomenon in which the excitation light LL including the resonance light irradiated to the alkali metal atom M is transmitted without being absorbed by the alkali metal atom M is suppressed is obtained. it can.

[第2実施形態]
第2実施形態に係る原子発振器について、図5を用いて説明する。
図5は、第2実施形態に係る原子発振器の構造を示すブロック図である。第2実施形態に係る原子発振器200は、第1実施形態で上述した量子干渉装置100が搭載されている。以下、量子干渉装置100が搭載された原子発振器200について説明する。
[Second Embodiment]
An atomic oscillator according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing the structure of the atomic oscillator according to the second embodiment. An atomic oscillator 200 according to the second embodiment includes the quantum interference device 100 described above in the first embodiment. Hereinafter, the atomic oscillator 200 on which the quantum interference device 100 is mounted will be described.

<原子発振器200の構造>
図5に示す原子発振器200は、上述した量子干渉装置100が搭載され、量子干渉効果を利用したものである。
当該原子発振器200は、図5に示すように、量子干渉装置100、検波回路部21、電圧制御水晶発振(VCXO)部22、変調回路部23、低周波発振部24、周波数変換回路部25、検波回路部26、変調回路部27、低周波発振部28、駆動回路部29、磁場設定回路部30、バイアス設定回路部31、メモリー部32、および周波数変換回路部33を含んで構成されている。なお、本実施形態の原子発振器200は、適宜、図5の構成要素(各部)の一部を省略又は変更し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
<Structure of the atomic oscillator 200>
An atomic oscillator 200 shown in FIG. 5 is equipped with the above-described quantum interference device 100 and uses the quantum interference effect.
As shown in FIG. 5, the atomic oscillator 200 includes a quantum interference device 100, a detection circuit unit 21, a voltage controlled crystal oscillation (VCXO) unit 22, a modulation circuit unit 23, a low frequency oscillation unit 24, a frequency conversion circuit unit 25, The detection circuit unit 26, the modulation circuit unit 27, the low frequency oscillation unit 28, the drive circuit unit 29, the magnetic field setting circuit unit 30, the bias setting circuit unit 31, the memory unit 32, and the frequency conversion circuit unit 33 are configured. . Note that the atomic oscillator 200 of the present embodiment may have a configuration in which some of the components (each unit) in FIG. 5 are omitted or changed as appropriate, or other components are added.

(量子干渉装置100)
原子発振器200には、第1実施形態で上述した光出射部10、ガスセル11、光検出部12、磁場発生部13、循環機構14、および流路部15が設けられている。なお、光出射部10は、後述する駆動回路部29によって光源のバイアス電流が設定される。また、光検出部12からの出力信号は、後述する検波回路部21,26によって検波される。また、磁場発生部13は、後述する磁場設定回路部30によって発生させる磁場の強度が設定される。
各構成要素は第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。
(Quantum interference device 100)
The atomic oscillator 200 is provided with the light emitting unit 10, the gas cell 11, the light detecting unit 12, the magnetic field generating unit 13, the circulation mechanism 14, and the flow path unit 15 described above in the first embodiment. In the light emitting unit 10, the bias current of the light source is set by the drive circuit unit 29 described later. The output signal from the light detection unit 12 is detected by detection circuit units 21 and 26 described later. The magnetic field generation unit 13 is set with the strength of the magnetic field generated by the magnetic field setting circuit unit 30 described later.
Since each component is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.

(検波回路部21)
検波回路部21は、数Hz〜数百Hz程度の低い周波数で発振する低周波発振部24の発振信号を用いて光検出部12の出力信号を検波する。そして、検波回路部21の出力信号の大きさに応じて、電圧制御水晶発振部(VCXO)22の発振周波数が調整される。電圧制御水晶発振部(VCXO)22は、例えば、数MHz〜数10MHz程度で発振する。
(Detection circuit unit 21)
The detection circuit unit 21 detects the output signal of the light detection unit 12 using the oscillation signal of the low-frequency oscillation unit 24 that oscillates at a low frequency of about several Hz to several hundreds of Hz. Then, the oscillation frequency of the voltage controlled crystal oscillation unit (VCXO) 22 is adjusted according to the magnitude of the output signal of the detection circuit unit 21. The voltage controlled crystal oscillation unit (VCXO) 22 oscillates at, for example, about several MHz to several tens of MHz.

(変調回路部23)
変調回路部23は、検波回路部21による検波を可能とするために、低周波発振部24の発振信号(検波回路部21に供給される発振信号と同じ信号)を変調信号として電圧制御水晶発振部(VCXO)22の出力信号を変調する。変調回路部23は、周波数混合器(ミキサー)、および変調方式に応じて周波数変調(FM:Frequency Modulation)回路、振幅変調(AM:Amplitude Modulation)回路等により構成することができる。
(Modulation circuit section 23)
In order to enable detection by the detection circuit unit 21, the modulation circuit unit 23 uses the oscillation signal of the low-frequency oscillation unit 24 (the same signal as the oscillation signal supplied to the detection circuit unit 21) as a modulation signal, and voltage-controlled crystal oscillation The output signal of the unit (VCXO) 22 is modulated. The modulation circuit unit 23 can be composed of a frequency mixer (mixer), a frequency modulation (FM) circuit, an amplitude modulation (AM) circuit, and the like according to the modulation method.

(周波数変換回路部25)
周波数変換回路部25は、変調回路部23の出力信号を周波数変換して駆動回路部29に出力する。周波数変換回路部25は、例えば、PLL(Phase Locked Loop)回路を用いることができる。
(Frequency conversion circuit unit 25)
The frequency conversion circuit unit 25 converts the frequency of the output signal of the modulation circuit unit 23 and outputs the converted signal to the drive circuit unit 29. For example, a PLL (Phase Locked Loop) circuit can be used as the frequency conversion circuit unit 25.

(検波回路部26)
検波回路部21は、数Hz〜数百Hz程度の低い周波数で発振する低周波発振部28の発振信号を用いて光検出部12の出力信号を検波する。
(Detection circuit unit 26)
The detection circuit unit 21 detects the output signal of the light detection unit 12 using the oscillation signal of the low frequency oscillation unit 28 that oscillates at a low frequency of about several Hz to several hundred Hz.

(変調回路部27)
変調回路部27は、検波回路部26による検波を可能とするために、低周波発振部28の発振信号(検波回路部26に供給される発振信号と同じ信号)を変調信号として検波回路部26の出力信号を変調して駆動回路部29に出力する。変調回路部27は、周波数混合器(ミキサー)、および変調方式に応じて周波数変調(FM)回路、振幅変調(AM)回路等により構成することができる。
(Modulation circuit section 27)
The modulation circuit unit 27 uses the oscillation signal of the low-frequency oscillation unit 28 (the same signal as the oscillation signal supplied to the detection circuit unit 26) as a modulation signal to enable detection by the detection circuit unit 26. The output signal is modulated and output to the drive circuit unit 29. The modulation circuit unit 27 can be configured by a frequency mixer (mixer), a frequency modulation (FM) circuit, an amplitude modulation (AM) circuit, or the like according to the modulation method.

(磁場設定回路部30)
磁場設定回路部30は、メモリー部32に記憶されている設定情報に応じて量子干渉装置100を構成する磁場発生部13が発生させる磁場の強度を設定する処理をおこなう。例えば、磁場発生部13をコイルで構成し、磁場設定回路部30は、メモリー部32に記憶されている設定情報に応じて当該コイルに流す電流量を設定することができる。
(Magnetic field setting circuit 30)
The magnetic field setting circuit unit 30 performs a process of setting the strength of the magnetic field generated by the magnetic field generation unit 13 constituting the quantum interference device 100 according to the setting information stored in the memory unit 32. For example, the magnetic field generation unit 13 is configured by a coil, and the magnetic field setting circuit unit 30 can set the amount of current flowing through the coil according to the setting information stored in the memory unit 32.

(バイアス設定回路部31)
バイアス設定回路部31は、駆動回路部29を介して、メモリー部32に記憶されている設定情報に応じて光出射部10にバイアス電流(光源としての半導体レーザーが発生させる光の中心波長)を設定する処理をおこなう。
(Bias setting circuit unit 31)
The bias setting circuit unit 31 supplies a bias current (a center wavelength of light generated by a semiconductor laser as a light source) to the light emitting unit 10 according to setting information stored in the memory unit 32 via the drive circuit unit 29. Perform the setting process.

(メモリー部32)
メモリー部32は、不揮発性のメモリーであり、磁場発生部13が発生させる磁場の強度の設定情報や光出射部10のバイアス電流の設定情報が記憶されている。メモリー部32は、例えば、MONOS(Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon)メモリー等のフラッシュメモリーやEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)等を用いることができる。
(Memory unit 32)
The memory unit 32 is a non-volatile memory, and stores setting information on the intensity of the magnetic field generated by the magnetic field generation unit 13 and setting information on the bias current of the light emitting unit 10. As the memory unit 32, for example, a flash memory such as a MONOS (Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon) memory, an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), or the like can be used.

(駆動回路部29)
駆動回路部29は、光出射部10の光源のバイアス電流を設定するとともに、変調回路部27の出力信号に応じて当該バイアス電流を調整して光出射部10に供給する。すなわち、量子干渉装置100を構成する光出射部10、ガスセル11、および光検出部12と、検波回路部21、変調回路部27、および駆動回路部29と、を通るフィードバックループ(第1のフィードバックループ)により、光出射部10が発生させる光の中心波長λ0(中心周波数f0)が調整される。
(Drive circuit unit 29)
The drive circuit unit 29 sets the bias current of the light source of the light emitting unit 10, adjusts the bias current according to the output signal of the modulation circuit unit 27, and supplies the bias current to the light emitting unit 10. That is, a feedback loop (first feedback) that passes through the light emitting unit 10, the gas cell 11, and the photodetecting unit 12, the detection circuit unit 21, the modulation circuit unit 27, and the drive circuit unit 29 constituting the quantum interference device 100. The center wavelength λ 0 (center frequency f 0 ) of the light generated by the light emitting unit 10 is adjusted by the loop.

駆動回路部29は、さらに、バイアス電流に、周波数変換回路部25の出力周波数成分(変調周波数fm)の電流(変調電流)を重畳して光出射部10に供給する。光出射部10は、この変調電流により、光出射部10の光源に周波数変調がかかり、中心周波数f0(中心波長λ0)の光とともに、その両側にそれぞれ周波数がfmずれた周波数f0±fm、f0±2fmの励起光LL(第1共鳴光L1および第2共鳴光L2)を発生させる。 Further, the drive circuit unit 29 superimposes the current (modulation current) of the output frequency component (modulation frequency f m ) of the frequency conversion circuit unit 25 on the bias current and supplies the superimposed current to the light emitting unit 10. The light emitting unit 10 is subjected to frequency modulation on the light source of the light emitting unit 10 by this modulation current, and with the light having the center frequency f 0 (center wavelength λ 0 ), the frequency f 0 is shifted by f m on both sides thereof. ± f m, f 0 to generate the excitation light LL of ± 2f m (first resonant light L1 and the second resonant light L2).

また駆動回路部29は、量子干渉装置100を構成する光出射部10、ガスセル11、および光検出部12と、検波回路部21、電圧制御水晶発振部(VCXO)22、変調回路部23、周波数変換回路部25、駆動回路部29を通るフィードバックループ(第2のフィードバックループ)により、周波数f0+fmの励起光LL(第1共鳴光L1)と周波数f0−fmの励起光LL(第2共鳴光L2)がガスセル11の容器11aに封入されているアルカリ金属原子MにEIT現象を発生させる共鳴光対(第1共鳴光L1および第2共鳴光L2)となるように調整される。 The drive circuit unit 29 includes a light emitting unit 10, a gas cell 11, and a light detection unit 12 that constitute the quantum interference device 100, a detection circuit unit 21, a voltage controlled crystal oscillation unit (VCXO) 22, a modulation circuit unit 23, a frequency converter circuit 25, by a feedback loop through a driving circuit portion 29 (second feedback loop), the frequency f 0 + f m of the excitation light LL (first resonant light L1) and the frequency f 0 -f m of the excitation light LL ( The second resonance light L2) is adjusted to be a resonance light pair (first resonance light L1 and second resonance light L2) that causes an EIT phenomenon in the alkali metal atom M sealed in the container 11a of the gas cell 11. .

例えば、前述した第2のフィードバックループにより、磁気量子数mF=0の基底準位を有するアルカリ金属原子MがEIT現象を起こすように、変調周波数fmがフィードバック制御される。
具体的には、第2のフィードバックループにより、1次のサイドバンドである周波数f0+fmの励起光LL(第1共鳴光L1)と、周波数f0−fmの励起光LL(第2共鳴光L2)の周波数差(=2fm)が、アルカリ金属原子Mの磁気量子数mf=0の2つの基底準位間のエネルギー差ΔE12に相当する周波数ω12と正確に一致するようにフィードバック制御がかかる。例えば、アルカリ金属原子Mがセシウム原子であれば、ω12が9.192631770GHz+ΔHz(Δは磁界強度の2次関数で表される周波数)であることから、変調周波数fmは4.596315885GHz+Δ/2Hzと正確に一致する。
For example, the modulation frequency f m is feedback controlled by the above-described second feedback loop so that the alkali metal atom M having the ground level of the magnetic quantum number mF = 0 causes the EIT phenomenon.
Specifically, the second feedback loop, the excitation light LL frequency f 0 + f m is a first-order sideband (first resonant light L1), the frequency f 0 -f m of the excitation light LL (second The frequency difference (= 2f m ) of the resonant light L2) is exactly matched with the frequency ω 12 corresponding to the energy difference ΔE 12 between the two ground levels of the magnetic quantum number mf = 0 of the alkali metal atom M. Feedback control is applied. For example, when the alkali metal atom M is a cesium atom, ω 12 is 9.192631770 GHz + ΔHz (Δ is a frequency represented by a quadratic function of the magnetic field strength), and thus the modulation frequency f m is 4.596315585 GHz + Δ / 2 Hz. Match exactly.

このように、アルカリ金属原子MのEIT現象を利用することで、第2のフィードバックループに含まれる、周波数変換回路部25の出力信号や電圧制御水晶発振部(VCXO)22の出力信号を、それぞれ所定の周波数で安定させることができる。   In this way, by using the EIT phenomenon of the alkali metal atom M, the output signal of the frequency conversion circuit unit 25 and the output signal of the voltage controlled crystal oscillation unit (VCXO) 22 included in the second feedback loop are respectively obtained. It can be stabilized at a predetermined frequency.

(周波数変換回路部33)
周波数変換回路部33は、電圧制御水晶発振部(VCXO)22の出力信号を周波数変換し、所望の周波数(例えば、10.000MHz)のクロック信号を生成する。周波数変換回路部33は、例えば、DDS(Direct Digital Synthesizer)を用いることができる。原子発振器200は、このクロック信号を外部に出力することで高精度なクロック信号を得ることができる。
(Frequency conversion circuit unit 33)
The frequency conversion circuit unit 33 converts the output signal of the voltage controlled crystal oscillation unit (VCXO) 22 to generate a clock signal having a desired frequency (for example, 10.000 MHz). For example, a DDS (Direct Digital Synthesizer) can be used for the frequency conversion circuit unit 33. The atomic oscillator 200 can obtain a highly accurate clock signal by outputting the clock signal to the outside.

上述した第2実施形態によれば、以下の効果が得られる。
この様な原子発振器200によれば、ガスセル11の筐体11cと容器11aとの隙間に設けられた熱媒11dによって、容器11aの加温および冷却をおこなうことで容器11aに収容されているアルカリ金属原子Mを所望の温度に保つとともに、容器11a内におけるアルカリ金属原子Mの分圧を保つことができる量子干渉装置100が搭載されている。
また、熱媒11dによる容器11aの加熱は、熱媒11dから発生する磁場が抑制されている。すなわち、熱媒11dに通電することがないため、熱媒11dから生じる磁場を抑制することができる量子干渉装置100が搭載されている。
したがって、磁場発生部13によって容器11a内に発生させる磁場への影響を抑制するとともに、容器11a内の磁場の変動を抑制することで、容器11aに収容されているアルカリ金属原子Mの電子エネルギー準位の縮退および遷移エネルギーが変化することを抑制することができる。よって、アルカリ金属原子Mに照射された共鳴光を含む励起光LLがアルカリ金属原子Mに吸収されず透過する電磁誘起透明化現象が生じる周波数の変移が抑制された信号に基づき原子発振器200は発振することができる。
According to the second embodiment described above, the following effects can be obtained.
According to such an atomic oscillator 200, the alkali contained in the container 11a by heating and cooling the container 11a by the heat medium 11d provided in the gap between the casing 11c of the gas cell 11 and the container 11a. A quantum interference device 100 capable of maintaining the metal atom M at a desired temperature and maintaining the partial pressure of the alkali metal atom M in the container 11a is mounted.
Moreover, the heating of the container 11a by the heat medium 11d suppresses the magnetic field generated from the heat medium 11d. In other words, since the heating medium 11d is not energized, the quantum interference device 100 that can suppress the magnetic field generated from the heating medium 11d is mounted.
Accordingly, by suppressing the influence on the magnetic field generated in the container 11a by the magnetic field generator 13, and suppressing the fluctuation of the magnetic field in the container 11a, the electron energy level of the alkali metal atom M accommodated in the container 11a is reduced. It is possible to suppress the degeneration of the position and the change of the transition energy. Therefore, the atomic oscillator 200 oscillates based on a signal in which the frequency shift that causes the electromagnetically induced transparency phenomenon in which the excitation light LL including the resonance light irradiated to the alkali metal atom M is transmitted without being absorbed by the alkali metal atom M is suppressed. can do.

(実施例)
本発明の実施形態に係る量子干渉装置100を用いた原子発振器200を適用した実施例について、図6から図9を参照しながら説明する。
(Example)
An example in which the atomic oscillator 200 using the quantum interference device 100 according to the embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIGS.

[電子機器]
本発明の一実施形態に係る原子発振器200を適用した電子機器について、図6から図8を参照しながら説明する。
[Electronics]
An electronic apparatus to which an atomic oscillator 200 according to an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIGS.

図6、本発明の一実施形態に係る原子発振器200を備える電子機器としてのラップトップ型(またはモバイル型)のパーソナルコンピューターの構成の概略を示す斜視図である。この図において、ラップトップ型パーソナルコンピューター1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部1008を備えた表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。この様なラップトップ型パーソナルコンピューター1100には、そのラップトップ型パーソナルコンピューター1100動作のクロック信号として用いられる原子発振器200が搭載されている。このような原子発振器200は、原子発振器200を構成する量子干渉装置100において電磁誘起透明化現象によって得られる信号の周波数変移が抑制された信号に基づいて発振するため、高精度な信号を発振することができる。よって、前述した原子発振器200が搭載されることで信頼性の高いラップトップ型パーソナルコンピューター1100を得ることができる。   FIG. 6 is a perspective view schematically illustrating a configuration of a laptop (or mobile) personal computer as an electronic apparatus including the atomic oscillator 200 according to an embodiment of the present invention. In this figure, a laptop personal computer 1100 includes a main body portion 1104 provided with a keyboard 1102 and a display unit 1106 provided with a display portion 1008. The display unit 1106 has a hinge structure portion with respect to the main body portion 1104. It is supported so that rotation is possible. In such a laptop personal computer 1100, an atomic oscillator 200 used as a clock signal for the operation of the laptop personal computer 1100 is mounted. Since such an atomic oscillator 200 oscillates based on a signal in which the frequency shift of the signal obtained by the electromagnetically induced transparency phenomenon is suppressed in the quantum interference device 100 constituting the atomic oscillator 200, it oscillates a highly accurate signal. be able to. Therefore, a highly reliable laptop personal computer 1100 can be obtained by mounting the atomic oscillator 200 described above.

図7は、本発明の一実施形態に係る原子発振器200を備える電子機器としての携帯電話機(PHSも含む)の構成の概略を示す斜視図である。この図において、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206を備え、操作ボタン1202と受話口1204との間には、表示部1208が配置されている。この様な携帯電話機1200には、携帯電話機1200の通信および動作の基準となるクロック信号の発振器として原子発振器200が搭載されている。このような原子発振器200は、原子発振器200を構成する量子干渉装置100において電磁誘起透明化現象によって得られる信号の周波数変移が抑制された信号に基づいて発振するため、高精度な信号を発振することができる。したがって、高精度な信号を発振することができる。よって、前述した原子発振器200が搭載されることで信頼性の高い携帯電話機1200を得ることができる。   FIG. 7 is a perspective view schematically showing a configuration of a mobile phone (including PHS) as an electronic apparatus including the atomic oscillator 200 according to the embodiment of the present invention. In this figure, a cellular phone 1200 includes a plurality of operation buttons 1202, an earpiece 1204, and a mouthpiece 1206, and a display unit 1208 is disposed between the operation buttons 1202 and the earpiece 1204. In such a cellular phone 1200, an atomic oscillator 200 is mounted as an oscillator of a clock signal that is a reference for communication and operation of the cellular phone 1200. Since such an atomic oscillator 200 oscillates based on a signal in which the frequency shift of the signal obtained by the electromagnetically induced transparency phenomenon is suppressed in the quantum interference device 100 constituting the atomic oscillator 200, it oscillates a highly accurate signal. be able to. Therefore, a highly accurate signal can be oscillated. Therefore, by mounting the above-described atomic oscillator 200, a highly reliable mobile phone 1200 can be obtained.

図8は、本発明の一実施形態に係る原子発振器200を備える電子機器としてのデジタルスチールカメラの構成の概略を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルスチールカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)等の撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
デジタルスチールカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、表示部1308が設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部1308は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース1302の正面側(図中裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCD等を含む受光ユニット1304が設けられている。
撮影者が表示部1308に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、メモリー1310に転送・格納される。また、このデジタルスチールカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、図示される様に、ビデオ信号出力端子1312には液晶ディスプレイ1430が、データ通信用の入出力端子1314にはパーソナルコンピューター1440が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー1310に格納された撮像信号が、液晶ディスプレイ1430や、パーソナルコンピューター1440に出力される構成になっている。この様なデジタルスチールカメラ1300には、その動作のクロック信号となる原子発振器200が搭載されている。このような原子発振器200は、原子発振器200を構成する量子干渉装置100において電磁誘起透明化現象によって得られる信号の周波数変移が抑制された信号に基づいて発振するため、高精度な信号を発振することができる。したがって、高精度な信号を発振することができる。よって、前述した原子発振器200が搭載されることで信頼性の高いデジタルスチールカメラ1300を得ることができる。
FIG. 8 is a perspective view schematically illustrating a configuration of a digital still camera as an electronic apparatus including the atomic oscillator 200 according to the embodiment of the present invention. In this figure, connection with an external device is also simply shown. Here, an ordinary camera sensitizes a silver halide photographic film with a light image of a subject, whereas a digital still camera 1300 photoelectrically converts a light image of a subject with an image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device). An imaging signal (image signal) is generated.
A display unit 1308 is provided on the back of a case (body) 1302 in the digital still camera 1300, and is configured to perform display based on an imaging signal from the CCD. The display unit 1308 displays an object as an electronic image. Functions as a viewfinder. A light receiving unit 1304 including an optical lens (imaging optical system), a CCD, and the like is provided on the front side (the back side in the drawing) of the case 1302.
When the photographer confirms the subject image displayed on the display unit 1308 and presses the shutter button 1306, the CCD image pickup signal at that time is transferred and stored in the memory 1310. In the digital still camera 1300, a video signal output terminal 1312 and an input / output terminal 1314 for data communication are provided on the side surface of the case 1302. As shown in the drawing, a liquid crystal display 1430 is connected to the video signal output terminal 1312 and a personal computer 1440 is connected to the input / output terminal 1314 for data communication as necessary. Further, the imaging signal stored in the memory 1310 is output to the liquid crystal display 1430 or the personal computer 1440 by a predetermined operation. Such a digital still camera 1300 is equipped with an atomic oscillator 200 serving as a clock signal for the operation. Since such an atomic oscillator 200 oscillates based on a signal in which the frequency shift of the signal obtained by the electromagnetically induced transparency phenomenon is suppressed in the quantum interference device 100 constituting the atomic oscillator 200, it oscillates a highly accurate signal. be able to. Therefore, a highly accurate signal can be oscillated. Therefore, a highly reliable digital still camera 1300 can be obtained by mounting the atomic oscillator 200 described above.

なお、本発明の一実施形態に係る原子発振器200は、図6のラップトップ型パーソナルコンピューター(モバイル型パーソナルコンピューター)、図7の携帯電話機、図8のデジタルスチールカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置(例えばインクジェットプリンター)、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、POS端末、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシミュレーター等の電子機器に適用することができる。   In addition to the laptop personal computer (mobile personal computer) in FIG. 6, the mobile phone in FIG. 7, and the digital still camera in FIG. Dispenser (eg inkjet printer), TV, video camera, video tape recorder, car navigation device, pager, electronic notebook (including communication function), electronic dictionary, calculator, electronic game device, word processor, workstation, video phone , Crime prevention TV monitor, electronic binoculars, POS terminal, medical equipment (for example, electronic thermometer, blood pressure monitor, blood glucose meter, electrocardiogram measuring device, ultrasonic diagnostic device, electronic endoscope), fish detector, various measuring devices, instruments (Eg, vehicle, aircraft, ship instrumentation), hula It can be applied to electronic devices of the door simulator like.

[移動体]
図9は移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。加速度センサーとして機能する原子発振器200が自動車1500の各種制御ユニットに搭載されている。例えば、同図に示す様に、移動体としての自動車1500には、当該自動車1500の加速度を検知するセンサーを内蔵してエンジンの出力を制御する電子制御ユニット(ECU: engine Control Unit)1508が車体1507に搭載されている。高精度なクロック信号を得られる原子発振器200が電子制御ユニット1508に搭載されることで、車体1507の姿勢に応じた適切なエンジン出力制御を高精度に実行し、燃料等の消費を抑制した効率的な移動体としての自動車1500を得ることができる。
また、原子発振器200は、他にも、車体姿勢制御ユニット、アンチロックブレーキシステム(ABS)、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)、に広く適用できる。
[Moving object]
FIG. 9 is a perspective view schematically showing an automobile as an example of a moving body. An atomic oscillator 200 that functions as an acceleration sensor is mounted on various control units of an automobile 1500. For example, as shown in the figure, an automobile 1500 as a moving body includes an electronic control unit (ECU: engine control unit) 1508 that incorporates a sensor that detects the acceleration of the automobile 1500 and controls the output of the engine. 1507. Since the atomic oscillator 200 capable of obtaining a high-accuracy clock signal is mounted on the electronic control unit 1508, the engine output control appropriate for the attitude of the vehicle body 1507 is executed with high accuracy and the consumption of fuel and the like is suppressed. It is possible to obtain an automobile 1500 as a typical mobile body.
In addition, the atomic oscillator 200 can be widely applied to a vehicle body attitude control unit, an anti-lock brake system (ABS), an air bag, and a tire pressure monitoring system (TPMS).

10…光出射部、11…ガスセル、11a…容器、11c…筐体、11d…熱媒、12…光検出部、13…磁場発生部、14…循環機構、14a…温調部、14b…熱源部、14c…循環部、15…流路部、21…検波回路部、22…電圧制御水晶発振部、23…変調回路部、24…低周波発振部、25…周波数変換回路部、26…検波回路部、27…変調回路部、28…低周波発振部、29…駆動回路部、30…磁場設定回路部、31…バイアス設定回路部、32…メモリー部、33…周波数変換回路部、100…量子干渉装置、200…原子発振器、1100…ラップトップ型パーソナルコンピューター、1200…携帯電話機、1300…デジタルスチールカメラ、1500…自動車。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Light emission part, 11 ... Gas cell, 11a ... Container, 11c ... Case, 11d ... Heat medium, 12 ... Light detection part, 13 ... Magnetic field generation part, 14 ... Circulation mechanism, 14a ... Temperature control part, 14b ... Heat source , 14c... Circulator, 15. Flow path section, 21... Detection circuit section, 22... Voltage control crystal oscillation section, 23... Modulation circuit section, 24. Circuit part 27 ... Modulation circuit part 28 ... Low frequency oscillation part 29 ... Drive circuit part 30 ... Magnetic field setting circuit part 31 ... Bias setting circuit part 32 ... Memory part 33 ... Frequency conversion circuit part 100 ... Quantum interference device, 200 ... atomic oscillator, 1100 ... laptop personal computer, 1200 ... mobile phone, 1300 ... digital still camera, 1500 ... automobile.

Claims (8)

筐体と、
前記筐体に少なくとも一部が囲まれている容器と、
前記容器に収容されている金属原子と、
前記金属原子に電磁誘起透明化現象を発生させる共鳴光を含む光を照射する光出射部と、
前記金属原子を透過した前記光を検出する光検出部と、
前記容器内に磁場を発生させる磁場発生部と、
熱媒を備え、
前記熱媒を循環させる循環機構を有していることを特徴とする量子干渉装置。
A housing,
A container at least partially surrounded by the housing;
Metal atoms contained in the container;
A light emitting part for irradiating the metal atom with light including resonance light that generates electromagnetically induced transparency phenomenon;
A light detection unit for detecting the light transmitted through the metal atom;
A magnetic field generator for generating a magnetic field in the container;
With a heating medium,
A quantum interference device having a circulation mechanism for circulating the heat medium.
前記循環機構には温調部が設けられ、前記温調部によって前記熱媒の温度調整をおこなうとともに、前記温度調整された前記熱媒によって前記容器の温度調整をおこなうことを特徴とする請求項1に記載の量子干渉装置。   The temperature adjusting unit is provided in the circulation mechanism, and the temperature of the heating medium is adjusted by the temperature adjusting unit, and the temperature of the container is adjusted by the temperature-adjusted heating medium. The quantum interference device according to 1. 前記循環機構と前記筐体との間に流路部が設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の量子干渉装置。   The quantum interference device according to claim 1, wherein a flow path is provided between the circulation mechanism and the housing. 前記循環機構には熱源部が設けられ、前記熱源部の熱源の少なくとも一部として前記量子干渉装置から生じる熱を利用することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の量子干渉装置。   The heat source unit is provided in the circulation mechanism, and heat generated from the quantum interference device is used as at least a part of the heat source of the heat source unit. Quantum interference device. 前記循環部は、MEMS構造体で構成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の量子干渉装置。   The quantum interference device according to any one of claims 1 to 4, wherein the circulation unit is configured by a MEMS structure. 筐体と、
前記筐体に少なくとも一部が囲まれている容器と、
前記容器に収容されている金属原子と、
前記金属原子に電磁誘起透過化現象を発生させる共鳴光を含む光を照射する光出射部と、
前記金属原子を透過した前記光を検出する光検出部と、
前記容器内に磁場を発生させる磁場発生部と、
前記筐体と前記容器との間の空間に設けられた熱媒体と、
前記熱媒体を循環させる循環機構と、を備えている量子干渉装置を含むことを特徴とする原子発振器。
A housing,
A container at least partially surrounded by the housing;
Metal atoms contained in the container;
A light emitting portion for irradiating the metal atom with light including resonance light that generates electromagnetically induced permeation phenomenon;
A light detection unit for detecting the light transmitted through the metal atom;
A magnetic field generator for generating a magnetic field in the container;
A heat medium provided in a space between the housing and the container;
An atomic oscillator comprising: a quantum interference device including a circulation mechanism for circulating the heat medium.
請求項6に記載した原子発振器を備えることを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the atomic oscillator according to claim 6. 請求項6に記載した原子発振器を備えることを特徴とする移動体。   A moving body comprising the atomic oscillator according to claim 6.
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