[发明专利]气室、量子干涉装置、原子振荡器、电子设备以及移动体

说明书

本发明提供气室、量子干涉装置、原子振荡器、电子设备以及移动体。本发明的课题是提供即便使气室小型化也能够实现优异的频率稳定性的气室、量子干涉装置和原子振荡器，并且提供具有该气室的可靠性优异的电子设备和移动体。本发明的气室(2)具有封入有金属原子和缓冲气体的内部空间，缓冲气体包含氮气，内部空间中的氮气的分压为30Torr以上。此外，气室(2)具有一对窗部(22、23)以及主体部(21)，内部空间的沿着一对窗部(22、23)的排列方向的长度为10mm以下，内部空间的沿着与一对窗部(22、23)的排列方向垂直的方向的宽度为10mm以下。

技术领域

本发明涉及气室、量子干涉装置、原子振荡器、电子设备以及移动体。

背景技术

作为频率长期稳定性优异的振荡器，公知有基于铷、铯等碱金属的原子的能量跃迁而进行振荡的原子振荡器。

原子振荡器的工作原理一般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 Population Trapping(相干布居俘获))的方式。

在任意一种方式的原子振荡器中，通常，将碱金属与缓冲气体一并封入到气室内(例如，参照专利文献1)。

然而，近年来，伴随原子振荡器的小型化的需求，要求气室实现小型化。在小型的气室中，出于提高频率短期稳定性的目的，需要提高缓冲气体的压力。

但是，在提高了缓冲气体的压力(例如为30Torr以上)的情况下，在使用氖作为缓冲气体时，存在频率长期稳定性下降这样的问题。该问题被认为是由于氖具有容易朝气室的内壁扩散的趋势，在气室内的压力升高时，该趋势变得显著。

专利文献1：日本特开2010-245805号公报

发明内容

本发明的目的在于，提供一种即便使气室小型化也能够实现优异的频率稳定性的气室、量子干涉装置以及原子振荡器，并且，提供具有该气室的可靠性优异的电子设备以及移动体。

本发明是为了解决上述问题的至少一部分而完成的，可以作为以下的方式或者应用例来实现。

[应用例1]

本发明的气室的特征在于，该气室具有：被封入到内部空间中的金属原子；以及被封入到所述内部空间中且包含氮气的缓冲气体，所述内部空间中的所述氮气的分压为30Torr以上。

根据这样的气室，由于氮气不易朝内部空间的壁面扩散，因此，能够长期实现内部空间中的缓冲气体的压力的稳定化。因此，能够实现优异的频率长期稳定性。特别地，由于氮气的分压为30Torr以上，与使用氖气作为缓冲气体的情况相比，频率长期稳定性提高，这样的效果变得显著。

此外，由于氮气的分压为30Torr以上这样的高压，因此，即便使气室小型化，也能够适当地发挥气室内的缓冲气体的作用，从而实现优异的频率短期稳定性。

[应用例2]

在本发明的气室中，优选的是，所述缓冲气体还包含氩气。

氩气具有与氮气相反的温度特性。因此，在缓冲气体中包含氮气和氩气时，能够使温度特性相互抵消。因此，能够实现优异的温度特性(使频率相对于温度变化的变动减小)。

[应用例3]

在本发明的气室中，优选的是，所述缓冲气体还包含氪气。

氪气具有与氮气相反的温度特性。因此，在缓冲气体包含氮气和氪气时，能够使温度特性相互抵消。因此，能够实现优异的温度特性(使频率相对于温度变化的变动减小)。

[应用例4]

在本发明的气室中，优选的是，所述金属原子是铯原子。