[发明专利]气室单元以及原子振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及一种气室单元以及原子振荡器。

背景技术

根据铷、铯等的碱金属的原子的能量跃迁而进行振荡的原子振荡器，在一般情况下，被大致划分为利用了通过光以及微波而产生的双共振现象的原子振荡器（例如，参照专利文献1）、和利用了通过波长不同的两种光而产生的量子干涉效应（CPT：Coherent Population Trapping）的原子振荡器（例如，参照专利文献2）。

在任意一种原子振荡器中，在一般情况下，将碱金属与缓冲气体一起封入在气室内，而为了并将该碱金属保持为气体状，需要将气室加热至预定温度。

例如，在专利文献3所记载的原子振荡器中，在封入有气体状的金属原子的气室的外表面上，设置有由ITO（Indium Tin Oxides：氧化铟锡）构成的膜状的发热体，并通过通电而使该发热体发热。由此，对气室进行加热，从而能够将气室内的金属原子保持为气体状。

在这种原子振荡器中，在通常情况下，调节向发热体被供给的电流，以使气室内的温度成为固定。因此，随着例如外部空气温度的变化，流通于发热体中的电流将发生变化。

当如前文所述这样，流通于发热体的电流发生变化时，由发热体产生的磁场也将发生变化。

当由发热体产生的磁场发生变化时，相当于气室中的金属原子的基态能级间的能量差的频率将发生变动。因此，在现有的原子振荡器中，存在输出频率发生偏差的问题。

专利文献1：日本特开平10-284772号公报

专利文献2：美国专利第6806784号说明书

专利文献3：美国专利申请公开第2006/0022761号说明书

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够提高频率精度的气室单元以及原子振荡器。

本发明是为了解决上述课题中的至少一部分而被完成的发明，并能够作为以下的方式或应用例而实现。

应用例1

本发明的气室单元的特征在于，具备：气室，其封入有气体状的碱金属原子；第一发热电阻器，其通过通电而发热，并对所述气室进行加热；第二发热电阻器，其通过通电而发热，并对所述气室进行加热，所述第一发热电阻器和所述第二发热电阻器隔着所述气室而对置，流通于所述第一发热电阻器中的电流和流通于所述第二发热电阻器中的电流包括相互向同一方向流通的电流成分，从而使随着向所述第一发热电阻器的通电而在所述气室内产生的磁场、和随着向所述第二发热电阻器的通电而在所述气室内产生的磁场，在所述气室内相互削弱磁场的强度。

根据这种结构的气室单元，即使向第一发热电阻器以及第二发热电阻器的通电量发生变化，也能够抑制或防止气室内的磁场的变动。因此，能够抑制气室内的磁场的变动，且将气室内的温度维持为所需的温度。其结果为，本发明的气室单元能够使频率精度得到提高。

应用例2

在本发明的气室单元中，优选为，在俯视观察时，所述第一发热电阻器以及所述第二发热电阻器分别延伸至所述气室中封入有所述碱金属原子的区域的外侧。

由此，能够抑制气室的封入有碱金属原子的区域内的整个区域的磁场的变动。其结果为，能够简单且可靠地提高频率精度。

应用例3

在本发明的气室单元中，优选为，在俯视观察时，所述第一发热电阻器以及所述第二发热电阻器分别呈矩形，且在与短边平行的方向上流通有电流。

由此，能够更加可靠地抑制气室的封入有碱金属原子的区域内的整个区域的磁场的变动。

应用例4

在本发明的气室单元中，优选为，在所述第一发热电阻器以及所述第二发热电阻器上，分别沿着一对长边而设置有一对电极。

由此，能够使电流在与第一发热电阻器以及第二发热电阻器的短边平行的方向上均匀地流通。因此，能够实现第一发热电阻器以及第二发热电阻器的发热分布以及磁场分布的均匀化，进而实现气室内的温度以及磁场的均匀化。其结果为，能够使气室单元的频率精度变得优异。

应用例5

在本发明的气室单元中，优选为，在所述第一发热电阻器以及所述第二发热电阻器上，分别沿着一对短边而设置有一对磁屏蔽用的导体。

由此，能够更加可靠地抑制气室的封入有碱金属原子的区域内的整个区域的磁场的变动。

应用例6

在本发明的气室单元中，优选为，其特征在于，具备：第一加热器，其具有所述第一发热电阻器、和在一个面上设置有所述第一发热电阻器的第一基板；第二加热器，其具有所述第二发热电阻器、和在一个面上设置有所述第二发热电阻器的第二基板。