[发明专利]原子振荡器用光学模块以及原子振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及原子振荡器用光学模块以及原子振荡器。 

背景技术

近些年，提出了利用作为量子干涉效应之一的CPT（CoherentPopulation Trapping：相干布居俘获）的原子振荡器，期待装置的小型化、低功耗化。利用了CPT的原子振荡器是利用了若向碱金属原子照射具有2种不同波长（频率）的相干光，则相干光的吸收停止的现象（EIT现象：Electromagnetically Induced Transparency：电磁感应透明）的振荡器。 

在原子振荡器中，通常将铷（Rb）、铯（Cs）等碱金属原子封闭在由氧化硅等构成的容器（气体单元）中，通过向该气体单元照射相干光来使EIT现象显现。在气体单元内，碱金属原子为气态（气体状）。在这样的原子振荡器中，为了防止气体单元内的原子密度变化，气体单元的温度被控制成恒定的（例如参照专利文献1）。 

专利文献1：日本特开2007－336136号公报 

然而，在这样的气体单元中，构成碱金属原子气体的各个碱金属原子朝随机的方向运动。因此，构成碱金属原子气体的各个碱金属原子在与相干光的行进方向相同的方向的速度分量上具有分布。若碱金属原子在与相干光的行进方向相同的方向的速度分量上具有分布，则根据光的多普勒效应（多普勒频移），在相干光的看上去的波长（频率）上，即在从碱金属原子观察到的相干光的波长（频率）上会产生分布。由此，往往得到的EIT信号的线宽（光吸收宽度）会变宽，频率精度会降低。 

发明内容

本发明的几个方式的目的之一在于提供一种具有高频率精度的原子振荡器用光学模块。另外，本发明的几个方式的目的之一在于提供一 种具有上述原子振荡器用光学模块的原子振荡器。 

本发明所涉及的原子振荡器用光学模块是利用了量子干涉效应的原子振荡器用光学模块，该原子振荡器用光学模块包含：光源部，其射出具有2个不同波长的谐振光；气体单元，其密封有碱金属原子气体，并被照射所述谐振光；光检测部，其检测透过了所述气体单元的所述谐振光的强度；以及气流生成部，其产生所述碱金属原子气体的流动。 

根据这样的原子振荡器用光学模块，与碱金属原子沿随机方向运动的情况相比，通过产生碱金属原子气体的流动，能够减小碱金属原子的在与谐振光的行进方向相同的方向的速度分量的偏差。由此，能够抑制起因于光的多普勒效应（多普勒频移）的EIT信号的线宽展宽。因此，能够具有高频率精度。 

在本发明所涉及的原子振荡器用光学模块中，上述气流生成部也可以在上述气体单元内产生温度梯度。 

根据这样的原子振荡器用光学模块，能够以简易的构成使碱金属原子气体产生流动。 

在本发明所涉及的原子振荡器用光学模块中，上述气流生成部也可以包含向上述气体单元供给热量的加热器。 

根据这样的原子振荡器用光学模块，能够以简易的构成使碱金属原子气体产生流动。 

在本发明所涉及的原子振荡器用光学模块中，上述气流生成部也可以包含向上述气体单元照射光的发光部和吸收从上述发光部照射的光而产生热量的光吸收部。 

根据这样的原子振荡器用光学模块，能够以简易的构成使碱金属原子气体产生流动。 

在本发明所涉及的原子振荡器用光学模块中，上述气流生成部也可以使上述碱金属原子气体产生与上述谐振光的行进方向平行的方向的流动。 

根据这样的原子振荡器用光学模块，能够提高EIT的显现效率。 

在本发明所涉及的原子振荡器用光学模块中，上述气流生成部也可以使上述碱金属原子气体产生与上述谐振光的行进方向垂直的方向的流动。 

根据这样的原子振荡器用光学模块，与碱金属原子沿随机方向运动的情况相比，通过使碱金属原子气体产生流动，能够减小碱金属原子的与谐振光的行进方向相同的方向的速度分量的偏差。 

在本发明所涉及的原子振荡器用光学模块中，可以为：上述气体单元是长方体，上述气流生成部具有设置在上述气体单元的第1面的第1加热器和设置在上述气体单元的与上述第1面对置的第2面的第2加热器，使用时的上述第1加热器的温度高于上述使用时的上述第2加热器的温度。 

根据这样的原子振荡器用光学模块，能够以简易的构成使碱金属原子气体产生流动。 

本发明的原子振荡器包含本发明的原子振荡器用光学模块。 

根据这样的原子振荡器，由于包含本发明的原子振荡器用光学模块，所以能够具有高频率精度。 

附图说明