[发明专利]量子干涉装置、原子振荡器、电子设备以及移动体

说明书

技术领域

本发明涉及量子干涉装置、原子振荡器、电子设备以及移动体。

背景技术

长期以来，作为具有高精度的振荡特性的振荡器，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。通常，原子振荡器的工作原理大致分为利用光与微波的双重共振现象的方式、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。其中，特别地，利用了CPT的方式的原子振荡器容易实现小型化以及低功耗化，因此，近年来，期待将该利用了CPT的方式的原子振荡器搭载于各种各样的设备。

例如，日本特开2014-157987号公报的原子振荡器具有：单元部，其包含光源、原子室、加热器等并且产生量子干涉效应；封装，其收纳单元部；以及支承部件，其在封装内将单元部支承于封装。在该原子振荡器中，通过抑制热从单元部经由支承部件传递到封装，实现了节电化。

但是，以往，当仅采用了像日本特开2014-157987号公报的原子振荡器那样尽可能提高了绝热性的封装构造时，存在当外部环境温度变高时，频率稳定度下降的问题。在利用了CPT的方式的原子振荡器中，一般情况下，使用Vcsel(Vertical Cavity Surface Emitting Laser：垂直空腔表面发射激光器)作为光源，但产生该问题是由于：因光源本身的发热而导致光源的温度上升，伴随于此，光源的波长变动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够发挥良好的频率特性的量子干涉装置以及原子振荡器，此外，提供具有该量子干涉装置的电子设备以及移动体。

上述目的通过下述本应用例来达成。

本应用例的量子干涉装置具有：原子室模块，其包含封入有碱金属的原子室、射出对所述碱金属进行激励的光的光源、对所述原子室和所述光源进行加热的加热器；封装，其收纳所述原子室模块；以及控制部，其对所述加热器的驱动进行控制，使得所述光源成为设定温度，当设所述原子室模块与所述封装之间的热阻为R[℃/W]、所述设定温度为Tv[℃]、设定为比所述设定温度低的值的使用环境温度的上限值为Tout[℃]、所述光源的发热量为Qv[W]时，满足R≤(Tv-Tout)/Qv的关系。

根据这样的量子干涉装置，即使使用环境温度(封装的外部的温度)为接近光源的设定温度的高温，也使因光源的发热而产生的热释放到封装，降低光源的伴随着温度上升的波长变动，其结果，能够发挥良好的频率特性。

在本应用例的量子干涉装置中，优选的是，所述原子室模块具有：支承部件，其配置于所述原子室与所述封装之间；以及挠性的布线基板，其包含将所述光源与所述封装电连接的布线，所述支承部件的热阻比所述布线基板的热阻。

相比于布线基板，支承部件容易相对于光源对称配置。因此，通过使支承部件的热阻比布线基板的热阻小，与使支承部件的热阻比布线基板的热阻大的情况相比，能够使因光源的发热而产生的热均匀地释放到封装。其结果，能够可靠地降低量子干涉装置的特性劣化。

在本应用例的量子干涉装置中，优选的是，当设所述原子室模块与所述封装之间的基于固体热传导的热阻为R1[℃/W]、所述原子室模块与所述封装之间的基于辐射的热阻为R2[℃/W]时，R1/R2为0.5以上2.0以下。

由此，能够实现原子室模块内的温度分布的均匀化。

在本应用例的量子干涉装置中，优选的是，所述R1比所述R2小。

由此，能够使因光源的发热而产生的热容易并且适度地释放到封装。

在本应用例的量子干涉装置中，优选的是，所述R1比所述R2大。

由此，例如，通过使原子室的一部分的温度降低，能够有意地使液体状或者固体的碱金属贮存于这一部分。

在本应用例的量子干涉装置中，优选的是，所述原子室模块具有：挠性的第1布线基板，其包含将所述光源与所述封装电连接的第1布线；光检测部，其对所述光进行检测；以及挠性的第2布线基板，其包含将所述光检测部与所述封装电连接的第2布线，所述第1布线的热阻比所述第2布线的热阻小。

由此，能够使因光源的发热而产生的热容易并且适度地释放到封装。

在本应用例的量子干涉装置中，优选的是，所述R在3000[℃/W]以上。

由此，能够使功耗变得极小(例如100mW以下)。

在本应用例的量子干涉装置中，优选的是，所述封装内的压力为1Pa以下。