；211c:貫通孔；211d:貫通孔；211e:貫通孔；211f:貫通孔；211g:貫通孔；211h:貫通孔；2111:貫通孔；211j:貫通孔；211k:貫通孔；2111:貫通孔；211m:貫通孔；211n:空腔部；211o:空腔部；300:基站裝置；301:天線；302:接收裝置；303:天線；304:發(fā)送裝置；400:GPS接收裝置；401:天線；402:衛(wèi)星接收部；403:天線；404:基站接收部；1500:移動體；1501:車體；1502:車輪；L:距離；LL:激勵光；M:堿金屬；S:內(nèi)部空間；S1:空間；S2:空間；S3:空間；W:寬度；W1:寬度；W2:寬度;W3:寬度；WX:寬度;WY:寬度。
【具體實(shí)施方式】
[0066]以下，根據(jù)附圖所示的實(shí)施方式，對本發(fā)明的原子室、量子干涉裝置、原子振蕩器、電子設(shè)備和移動體進(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。此外，以下，對將本發(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，例如還可以應(yīng)用于磁傳感器、量子存儲益寺。
[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。并且，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部檢測的光的強(qiáng)度的關(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]首先，簡單說明原子振蕩器I的原理。
[0073]如圖1所示，在原子振蕩器I中，光射出部3向氣室2射出激勵光LL，光檢測部5檢測透過氣室2的激勵光LL。
[0074]在氣室2內(nèi)，封入有氣體狀的堿金屬(金屬原子)，如圖2所示，堿金屬具有三能級體系的能級，可得到能級不同的兩個基態(tài)(基態(tài)1、2)和激發(fā)態(tài)這3個狀態(tài)。這里，基態(tài)I是比基態(tài)2低的能量狀態(tài)。
[0075]從光射出部3射出的激勵光LL包含頻率不同的兩種共振光1、2，在將這兩種共振光1、2照射于上述那樣的氣體狀的堿金屬時，共振光1、2在堿金屬中的光吸收率(透光率)隨著共振光I的頻率ω I與共振光2的頻率ω 2之差(ω I — ω 2)而變化。
[0076]并且，在共振光I的頻率ω I與共振光2的頻率ω 2之差(ω I — ω 2)和相當(dāng)于基態(tài)I與基態(tài)2的能量差的頻率一致時，從基態(tài)1、2向激發(fā)態(tài)的激發(fā)分別停止。此時，共振光1、2均不被堿金屬吸收而透過。將這樣的現(xiàn)象稱作CPT現(xiàn)象或者電磁感應(yīng)透明現(xiàn)象(EIT:Electromagnetically Induced Transparency)。
[0077]例如，如果光射出部3將共振光I的頻率ω I固定并使共振光2的頻率ω 2變化，則在共振光I的頻率ω I與共振光2的頻率ω 2之差(ω I — ω 2)和相當(dāng)于基態(tài)I與基態(tài)2的能量差的頻率《O —致時，光檢測部5的檢測強(qiáng)度如圖3所示那樣陡峭地上升。這樣的陡峭的信號作為EIT信號被檢測出。該EIT信號具有由堿金屬的種類決定的固有值。因此，通過利用這樣的EIT信號，能夠構(gòu)成振蕩器。
[0078]以下，依次說明原子振蕩器I的各部分。
[0079][氣室]
[0080]在氣室2內(nèi)，封入有氣體狀的銣、銫、鈉等堿金屬。此外，在氣室2內(nèi)，還可以根據(jù)需要，與堿金屬氣體一并封入有氬、氖等稀有氣體、氮?dú)獾榷栊詺怏w作為緩沖氣體。
[0081]詳情后述，氣室2具有:具有貫通孔的主體部；以及封閉該主體部的貫通孔的開口的一對窗部，由此，形成了封入有氣體狀的堿金屬、和作為剩余部分的液體狀或固體狀的堿金屬的內(nèi)部空間。
[0082][光射出部]
[0083]光射出部3(光源)具有射出對氣室2中的堿金屬原子進(jìn)行激勵的激勵光LL的功會K。
[0084]更具體而言，光射出部3射出上述那樣的頻率不同的兩種光(共振光I和共振光2)來作為激勵光LL。共振光I能夠?qū)馐?內(nèi)的堿金屬從上述基態(tài)I激發(fā)(共振)到激發(fā)態(tài)。另一方面，共振光2能夠?qū)馐?內(nèi)的堿金屬從上述基態(tài)2激發(fā)(共振)到激發(fā)態(tài)。
[0085]作為該光射出部3，只要能夠射出上述那樣的激勵光，則沒有特別限定，例如，可以使用垂直諧振型面發(fā)光激光器(VCSEL)等半導(dǎo)體激光器等。
[0086]此外，光射出部3被未圖示的溫度調(diào)節(jié)元件(發(fā)熱電阻體、帕爾貼元件等)調(diào)溫到規(guī)定溫度。
[0087][光學(xué)部件]
[0088]多個光學(xué)部件41、42、43、44分別被設(shè)置在上述光射出部3與氣室2之間的激勵光LL的光路上。這里，從光射出部3側(cè)到氣室2側(cè)，依次配置有光學(xué)部件41、光學(xué)部件42、光學(xué)部件43、光學(xué)部件44。
[0089]光學(xué)部件41是透鏡。由此，能夠無浪費(fèi)地向氣室2照射激勵光LL。
[0090]此外，光學(xué)部件41具有使激勵光LL成為平行光的功能。由此，能夠簡單且可靠地防止激勵光LL在氣室2的內(nèi)壁上發(fā)生反射。因此，能夠恰當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生氣室2內(nèi)的激勵光的共振，其結(jié)果是，能夠提高原子振蕩器I的振蕩特性。
[0091]光學(xué)部件42是偏振片。由此，能夠?qū)碜怨馍涑霾?的激勵光LL的偏振調(diào)整為規(guī)定方向。
[0092]光學(xué)部件43是減光濾光器(ND濾光器)。由此，能夠調(diào)整(減小)入射到氣室2的激勵光LL的強(qiáng)度。因此，即使在光射出部3的輸出較大的情況下，也能夠使入射到氣室2的激勵光成為期望的光量。在本實(shí)施方式中，利用光學(xué)部件43來調(diào)整通過了上述光學(xué)部件42的具有規(guī)定方向的偏振的激勵光LL的強(qiáng)度。
[0093]光學(xué)部件44是λ /4波長板。由此，能夠?qū)碜怨馍涑霾?的激勵光LL從線偏振光轉(zhuǎn)換為圓偏振光(右旋圓偏振光或者左旋圓偏振光)。
[0094]如后所述，在氣室2內(nèi)的堿金屬原子因磁場產(chǎn)生部8的磁場而發(fā)生了塞曼分裂的狀態(tài)下，如果向堿金屬原子照射線偏振的激勵光，則由于激勵光與堿金屬原子的相互作用，堿金屬原子均勻地分散存在于塞曼分裂后的多個能級。其結(jié)果是，由于期望的能級的堿金屬原子的數(shù)量相對于其它能級的堿金屬原子的數(shù)量相對地變少，因此顯現(xiàn)期望的EIT現(xiàn)象的原子數(shù)減少，期望的EIT信號的強(qiáng)度減小，結(jié)果導(dǎo)致原子振蕩器I的振蕩特性的下降。
[0095]與此相對，如后所述，在氣室2內(nèi)的堿金屬原子因磁場產(chǎn)生部8的磁場而發(fā)生了塞曼分裂的狀態(tài)下，如果向堿金屬原子照射圓偏振的激勵光，則由于激勵光與堿金屬原子的相互作用，能夠使堿金屬原子塞曼分裂后的多個能級中的、期望的能級的堿金屬原子的數(shù)量相對于其它能級的堿金屬原子的數(shù)量相對地增多。因此，顯現(xiàn)期望的EIT現(xiàn)象的原子數(shù)增加，期望的EIT信號的強(qiáng)度增大，其結(jié)果是，能夠提高原子振蕩器I的振蕩特性。
[0096][光檢測部]
[0097]光檢測部5具有檢測透過氣室2內(nèi)的激勵光LL(共振光1、2)的強(qiáng)度的功能。
[0098]該光檢測部5只要能夠檢測上述那樣的激勵光，則沒有特別限定，例如，可以使用太陽能電池、光電二極管等光檢測器(受光元件)。
[0099][加熱器]
[0100]加熱器6 (加熱部)具有對上述氣室2 (更具體而言是氣室2中的堿金屬)進(jìn)行加熱的功能。由此，能夠?qū)馐?中的堿金屬維持為適當(dāng)濃度的氣體狀。
[0101]該加熱器6例如構(gòu)成為包含通過通電而發(fā)熱的發(fā)熱電阻體。該發(fā)熱電阻體可以設(shè)置成與氣室2接觸，也可以設(shè)置成不與氣室2接觸。
[0102]例如，在將發(fā)熱電阻體設(shè)置成與氣室2接觸的情況下，在氣室2的一對窗部分別設(shè)置發(fā)熱電阻體。由此，能夠防止堿金屬原子在氣室2的窗部上發(fā)生結(jié)露。其結(jié)果是，能夠長期使原子振蕩器I的特性(振蕩特性)優(yōu)異。這樣的發(fā)熱電阻體由對于激勵光具有透過性的材料構(gòu)成，具體而言，例如由ITOdndium Tin Oxide，氧化銦錫)、IZO(Indium ZincOxide，氧化銦鋅)、In303、Sn02、含Sb的SnO2、含Al的ZnO等氧化物等的透明電極材料構(gòu)成。并且，發(fā)熱電阻體例如可以使用等離子CVD、熱CVD那樣的化學(xué)蒸鍍法(CVD)、真空蒸鍍等干式鍍敷法、溶膠一凝膠法等來形成。
[0103]并且，在將發(fā)熱電阻體設(shè)置成不與氣室2接觸的情況下，可以經(jīng)由熱傳導(dǎo)性優(yōu)異的金屬等、陶瓷等部件從發(fā)熱電阻體向氣室2導(dǎo)熱。
[0104]另外，加熱器6只要能夠?qū)馐?進(jìn)行加熱，則不限定于上述的方式，可以使用各種加熱器。并且，也可以代替加熱器6，或者與加熱器6 —起地使用珀爾帖元件來對氣室2進(jìn)行加熱。
[0105][溫度傳感器]
[0106]溫度傳感器7檢測加熱器6或者氣室2的溫度。進(jìn)而，根據(jù)該溫度傳感器7的檢測結(jié)果，控制上