原子室、量子干涉裝置、原子振蕩器、電子設(shè)備以及移動(dòng)體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及原子室、量子干涉裝置、原子振蕩器、電子設(shè)備以及移動(dòng)體。
【背景技術(shù)】
[0002]作為長期具有高精度的振蕩特性的振蕩器，公知有基于銣、銫等堿金屬的原子的能量躍迀而進(jìn)行振蕩的原子振蕩器。
[0003]通常，原子振蕩器的工作原理大致分為利用光與微波的雙重共振現(xiàn)象的方式以及利用基于波長不同的兩種光的量子干涉效應(yīng)(CPT Coherent Populat1n Trapping(相干布居俘獲))的方式。
[0004]無論在哪個(gè)方式的原子振蕩器中，通常，都是將堿金屬封入氣室(原子室)內(nèi)，利用加熱器將氣室加熱到規(guī)定溫度，以使該堿金屬保持固定的氣體狀態(tài)。
[0005]此處，通常，氣室內(nèi)的堿金屬并非全部都?xì)饣?，而是一部分作為剩余部分成為液體。這樣的剩余部分的堿金屬原子在氣室的溫度低的部分析出(結(jié)露)而成為液體，當(dāng)位于激勵(lì)光的通過區(qū)域時(shí)，會(huì)遮擋激勵(lì)光，其結(jié)果是，導(dǎo)致原子振蕩器的振蕩特性下降。
[0006]因此，在專利文獻(xiàn)I的氣室中，在氣室的內(nèi)壁面設(shè)置有用于使堿金屬析出的凹部。
[0007]但是，在專利文獻(xiàn)I的氣室中，在凹部內(nèi)析出的剩余部分的堿金屬比較靠近激勵(lì)光的通過區(qū)域的狀態(tài)下，由于熱擴(kuò)散等，狀態(tài)隨時(shí)間變動(dòng)，因此，被激勵(lì)的氣體狀的堿金屬的一部分與凹部內(nèi)的剩余部分的堿金屬接觸，由此，被激勵(lì)的氣體狀的堿金屬的狀態(tài)變得不均勻，其結(jié)果是，存在振蕩特性下降(例如頻率變動(dòng))的問題。
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-205875號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于，提供能夠抑制剩余部分的金屬原子導(dǎo)致的特性下降的原子室，提供具有該原子室的量子干涉裝置、原子振蕩器、電子設(shè)備以及移動(dòng)體。
[0010]本發(fā)明是為了解決上述的問題的至少一部分而完成的，其能夠作為以下的方式或者應(yīng)用例來實(shí)現(xiàn)。
[0011][應(yīng)用例I]
[0012]本發(fā)明的原子室的特征在于，具有:金屬；以及壁部，其構(gòu)成封入有所述金屬的內(nèi)部空間，所述壁部的內(nèi)壁面具有金屬連接部，該金屬連接部與液體狀的所述金屬的接觸角小于90° O
[0013]根據(jù)這樣的原子室，金屬連接部對(duì)液體狀金屬的浸潤性較高，因此，能夠使剩余的液體狀金屬在金屬連接部浸潤擴(kuò)展而保持穩(wěn)定。因此，降低液體狀的金屬移動(dòng)或晃動(dòng)(即，能夠使原子室內(nèi)的液體狀的金屬的動(dòng)作穩(wěn)定化)，其結(jié)果是，能夠抑制剩余部分的金屬導(dǎo)致的特性下降。
[0014][應(yīng)用例2]
[0015]在本發(fā)明的原子室中，優(yōu)選的是，液體狀的所述金屬相對(duì)于所述金屬連接部的接觸角小于70°。
[0016]由此，能夠提高金屬連接部對(duì)于液體狀金屬的浸潤性。
[0017][應(yīng)用例3]
[0018]在本發(fā)明的原子室中，優(yōu)選的是，液體狀的所述金屬相對(duì)于所述金屬連接部的接觸角小于60°。
[0019]由此，能夠進(jìn)一步提高金屬連接部對(duì)于液體狀金屬的浸潤性。
[0020][應(yīng)用例4]
[0021]在本發(fā)明的原子室中，優(yōu)選的是，所述金屬的一部分在所述內(nèi)部空間為液體狀。
[0022]在這樣液體狀的金屬作為剩余部分而存在于內(nèi)部空間的情況下，在液體狀的金屬移動(dòng)或晃動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生特性下降的問題。因此，在該情況下應(yīng)用本發(fā)明時(shí)，可顯著發(fā)揮其效果O
[0023][應(yīng)用例5]
[0024]在本發(fā)明的原子室中，優(yōu)選的是，所述內(nèi)部空間具有金屬蓄積部，在該金屬蓄積部中配置所述液體狀的金屬，所述金屬連接部配置在所述金屬蓄積部的內(nèi)壁面。
[0025]由此，能夠使液體狀的金屬蓄積在對(duì)原子室的特性的影響較小的部位。
[0026][應(yīng)用例6]
[0027]在本發(fā)明的原子室中，優(yōu)選的是，所述金屬連接部的表面粗糙度Ra處于1nm以上且980nm以下的范圍內(nèi)。
[0028]由此，能夠以比較簡單的結(jié)構(gòu)使剩余的液體狀金屬在金屬連接部浸潤擴(kuò)展而保持穩(wěn)定。
[0029][應(yīng)用例7]
[0030]在本發(fā)明的原子室中，優(yōu)選的是，所述金屬連接部包含多孔質(zhì)膜。
[0031]由此，能夠以比較簡單的結(jié)構(gòu)使剩余的液體狀金屬在金屬連接部浸潤擴(kuò)展而保持穩(wěn)定。
[0032][應(yīng)用例8]
[0033]在本發(fā)明的原子室中，優(yōu)選的是，所述金屬蓄積部的內(nèi)壁面通過蝕刻進(jìn)行了表面粗糙化。
[0034]由此，能夠以比較簡單的結(jié)構(gòu)使剩余的液體狀金屬在金屬連接部浸潤擴(kuò)展而保持穩(wěn)定。
[0035][應(yīng)用例9]
[0036]在本發(fā)明的原子室中，優(yōu)選的是，所述壁部由包含硅以及玻璃中的至少一種在內(nèi)的材料構(gòu)成。
[0037]由此，既能夠確保原子室所需的基本功能，又能夠比較簡單地利用蝕刻或成膜形成金屬連接部。
[0038][應(yīng)用例10]
[0039]在本發(fā)明的原子室中，優(yōu)選的是，所述壁部具有I對(duì)窗部，各所述窗部的所述內(nèi)部空間一側(cè)的面具有液體狀的所述金屬的接觸角比所述金屬連接部大的部分。
[0040]由此，能夠減少液體狀的金屬附著于窗部。
[0041][應(yīng)用例11]
[0042]本發(fā)明的量子干涉裝置的特征在于具有本發(fā)明的原子室。
[0043]由此，可提供具有能夠抑制剩余部分的金屬原子導(dǎo)致的特性下降的原子室的量子干涉裝置。
[0044][應(yīng)用例12]
[0045]本發(fā)明的原子振蕩器的特征在于具有本發(fā)明的原子室。
[0046]由此，可提供具有能夠抑制剩余部分的金屬原子導(dǎo)致的特性下降的原子室的原子振蕩器。
[0047][應(yīng)用例13]
[0048]本發(fā)明的電子設(shè)備的特征在于具有本發(fā)明的原子室。
[0049]由此，可提供具有能夠抑制剩余部分的金屬原子導(dǎo)致的特性下降的原子室的電子設(shè)備。
[0050][應(yīng)用例14]
[0051]本發(fā)明的移動(dòng)體的特征在于具有本發(fā)明的原子室。
[0052]由此，可提供具有能夠抑制剩余部分的金屬原子導(dǎo)致的特性下降的原子室的移動(dòng)體。
【附圖說明】
[0053]圖1是示出本發(fā)明第I實(shí)施方式的原子振蕩器(量子干涉裝置)的概略圖。
[0054]圖2是用于說明堿金屬的能量狀態(tài)的圖。
[0055]圖3是示出從光射出部射出的兩種光的頻率差與由光檢測(cè)部檢測(cè)出的光的強(qiáng)度之間的關(guān)系的曲線圖。
[0056]圖4是圖1所示的原子振蕩器具有的原子室的立體圖。
[0057]圖5的(a)是圖4所示的原子室的橫剖視圖，圖5的(b)是圖4所示的原子室的縱剖視圖。
[0058]圖6的(a)是示出圖5所示的金屬連接部(金屬蓄積部)中的液體狀的金屬的狀態(tài)的圖，圖6的(b)是示出液體狀的金屬相對(duì)于原子室的內(nèi)壁面的接觸角與頻率變動(dòng)之間的關(guān)系的曲線圖。
[0059]圖7的(a)是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的原子室的橫剖視圖，圖7的(b)是圖7的(a)所示的原子室的縱剖視圖。
[0060]圖8是示出圖7所示的金屬連接部(金屬蓄積部)中的液體狀的金屬的狀態(tài)的圖。
[0061]圖9的(a)是本發(fā)明的第3實(shí)施方式的原子室的橫剖視圖，圖9的(b)是圖9的(a)所示的原子室的縱剖視圖。
[0062]圖10是示出在利用了GPS衛(wèi)星的定位系統(tǒng)中使用本發(fā)明的原子振蕩器的情況下的概略結(jié)構(gòu)的圖。
[0063]圖11是示出本發(fā)明的移動(dòng)體的一例的圖。
[0064]標(biāo)號(hào)說明
[0065]I原子振蕩器；2氣室；2A氣室；2B氣室；3光射出部；5光檢測(cè)部；6加熱器；7溫度傳感器；8磁場產(chǎn)生部；10控制部；11溫度控制部；12激勵(lì)光控制部；13磁場控制部；21主體部；21A主體部；21B主體部；22窗部；23窗部；24保持部(金屬連接部)；24A保持部(金屬連接部)；24B保持部(金屬連接部)；41光學(xué)部件；42光學(xué)部件；43光學(xué)部件；44光學(xué)部件；100定位系統(tǒng)；200GPS衛(wèi)星；211貫通孔；211A貫通孔；211B貫通孔；211a貫通孔；211b貫通孔；211c貫通孔；211d貫通孔；300基站裝置；301天線；302接收裝置；303天線；304發(fā)送裝置；400GPS接收裝置；401天線；402衛(wèi)星接收部；403天線；404基站接收部；1500移動(dòng)體；1501車體；1502車輪；LL激勵(lì)光舊堿金屬；S內(nèi)部空間；S1空間(光通過部)；S2空間(金屬蓄積部);S3空間；Δ f頻率變動(dòng)量；Θ接觸角。
【具體實(shí)施方式】
[0066]以下，基于附圖所示的實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的原子室、量子干涉裝置、原子振蕩器、電子設(shè)備以及移動(dòng)體進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0067]1.原子振蕩器(量子干涉裝置)
[0068]首先，對(duì)本發(fā)明的原子振蕩器(具有本發(fā)明的量子干涉裝置的原子振蕩器)進(jìn)行說明。以下對(duì)將本發(fā)明的量子干涉裝置應(yīng)用于原子振蕩器的例子進(jìn)行說明，但是本發(fā)明的量子干涉裝置不限于此，除了原子振蕩器以外，例如也可以應(yīng)用于磁性傳感器、量子存儲(chǔ)器等。
[0069]<第I實(shí)施方式>
[0070]圖1是示出本發(fā)明第I實(shí)施方式的原子振蕩器(量子干涉裝置)的概略圖。此外，圖2是用于說明堿金屬的能量狀態(tài)的圖，圖3是示出從光射出部射出的兩種光的頻率差與由光檢測(cè)部檢測(cè)出的光的強(qiáng)度之間的關(guān)系的曲線圖。
[0071]圖1所示的原子振蕩器I是利用量子干涉效應(yīng)的原子振蕩器。如圖1所示，該原子振蕩器I具有氣室2 (原子室)、光射出部3、光學(xué)部件41、42、43、44、光檢測(cè)部5、加熱器6、溫度傳感器7、磁場產(chǎn)生部8以及控制部10。
[0072]首