原子振蕩器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及原子振蕩器。
【背景技術(shù)】
[0002]將原子的躍迀能作為標(biāo)準(zhǔn)頻率使用的原子振蕩器，作為最高精度的振蕩器之一，被廣泛應(yīng)用于通信基站等。原子振蕩器有多種方式，一般情況下最常用的是使用銣燈(Rb)的微波雙共振方式。
[0003]近年，提出了利用量子干涉效應(yīng)之一的被稱為CPT(Coherent Populat1nTrapping:相干布居俘獲)現(xiàn)象的原子振蕩器(例如，參照專利文獻(xiàn)1)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，原子振蕩器可望小型化、低耗電化。采用CPT方式時(shí)，光源使用激光等相干光源，通過重疊高頻信號(hào)，將該側(cè)波段用于CPT現(xiàn)象的顯現(xiàn)。CPT方式的原子振蕩器是一種利用電磁感應(yīng)透明現(xiàn)象(EIT 現(xiàn)象:Electromagnetically Induced Transparency)的振蕩器，上述電磁感應(yīng)透明現(xiàn)象是對(duì)堿金屬原子照射具有兩個(gè)不同種類的波長(zhǎng)(頻率)的相干光后，相干光的吸收停止的一種現(xiàn)象。
[0004]在CPT方式的原子振蕩器中，通常對(duì)被照射在氣室(gas cell)上的激光的中心頻率進(jìn)行控制，以提高原子振蕩器的頻率穩(wěn)定度。激光的中心頻率的控制，可以通過改變激光的偏壓電流來進(jìn)行。
[0005]然而，在上述這種原子振蕩器中，為了控制激光的中心頻率而改變激光的偏壓電流，因此激光的光量發(fā)生變化。因此，在上述這種原子振蕩器中，有時(shí)會(huì)發(fā)生光致頻移(由于AC斯塔克效應(yīng)而導(dǎo)致共振頻率變化的現(xiàn)象)。
[0006]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2009-89116號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]涉及本發(fā)明的幾種方式的目的之一在于提供一種能夠抑制發(fā)生光致頻移的原子振蕩器。
[0010]涉及本發(fā)明的原子振蕩器，是利用量子干涉效應(yīng)的原子振蕩器，包括:
[0011]第一光源部，射出包括具有兩種不同波長(zhǎng)的共振光對(duì)的第一光；
[0012]氣室，封入有堿金屬原子；
[0013]第一光檢測(cè)部，檢測(cè)透過上述氣室的上述第一光的光強(qiáng)度；
[0014]第二光源部，向上述氣室射出第二光；以及
[0015]控制部，改變上述第二光源部射出的上述第二光的光強(qiáng)度，以補(bǔ)償由上述第一光檢測(cè)部檢測(cè)出的光強(qiáng)度的變化量。
[0016]在這種原子振蕩器中，例如，即使為了控制由第一光源部射出的第一光的中心波長(zhǎng)而改變第一光源部的注入電流，使得第一光的光強(qiáng)度產(chǎn)生變化，也能夠通過改變第二光的光強(qiáng)度來進(jìn)行控制，以使照射氣室的光的光強(qiáng)度之和保持一定。而且，在這種原子振蕩器中，例如，即使在無法通過第一光源部的經(jīng)歷時(shí)間變化而使第一光的光強(qiáng)度保持一定的情況下，也能夠通過改變第二光的光強(qiáng)度進(jìn)行控制，以使照射氣室的光的光強(qiáng)度之和保持一定。因此，這種原子振蕩器能夠抑制光致頻移的發(fā)生。
[0017]涉及本發(fā)明的原子振蕩器中，所述第一光源部及所述第二光源部也可以是相干光源。
[0018]這種原子振蕩器中，第一光源部及第二光源部能夠射出相干性高的光。
[0019]涉及本發(fā)明的原子振蕩器中，所述第二光的波長(zhǎng)也可以與所述共振光對(duì)的兩種不同的波長(zhǎng)不同。
[0020]這種原子振蕩器能夠防止氣室的堿金屬的存在于基態(tài)能級(jí)的電子枯竭。
[0021]涉及本發(fā)明的原子振蕩器中，上述第二光源部可以被注入電流光強(qiáng)度特性為線性的范圍的電流而被驅(qū)動(dòng)。
[0022]使用這種原子振蕩器，容易控制第二光源部射出的第二光的光強(qiáng)度。
[0023]涉及本發(fā)明的原子振蕩器中，上述第一光源部的激光特性和上述第二光源部的激光特性也可以相同。
[0024]在這種原子振蕩器中，也容易設(shè)計(jì)用于驅(qū)動(dòng)第一光源部和第二光源部的電路。
[0025]涉及本發(fā)明的原子振蕩器中，上述第一光的光軸和上述第二光的光軸可以在上述氣室內(nèi)交叉。
[0026]這種原子振蕩器中能夠抑制第二光射入第一光檢測(cè)部。
[0027]涉及本發(fā)明的原子振蕩器中，上述第一光的光軸和上述第二光的光軸可以在上述氣室內(nèi)正交。
[0028]這種原子振蕩器中，能夠更可靠地抑制第二光射入第一光檢測(cè)部。
[0029]涉及本發(fā)明的原子振蕩器中，也可以包括檢測(cè)從上述第二光源部射出的上述第二光的光強(qiáng)度的第二光檢測(cè)部。
[0030]這種原子振蕩器中，控制部可以控制第二光的光強(qiáng)度，以使第一光檢測(cè)部檢測(cè)的光強(qiáng)度和第二光檢測(cè)部檢測(cè)的光強(qiáng)度之和保持一定。
[0031]涉及本發(fā)明的原子振蕩器中，上述第二光檢測(cè)部也可以檢測(cè)透過上述氣室的上述第二光的光強(qiáng)度。
[0032]這種原子振蕩器中，第二光檢測(cè)部可以更可靠地檢測(cè)照射到氣室的第二光的光強(qiáng)度。
[0033]涉及本發(fā)明的原子振蕩器中，上述控制部也可以控制從上述第二光源部射出的上述第二光的光強(qiáng)度，以使上述第一光檢測(cè)部檢測(cè)的光強(qiáng)度與上述第二光檢測(cè)部檢測(cè)的光強(qiáng)度之和保持一定。
[0034]這種原子振蕩器可以抑制光致頻移的發(fā)生。
【附圖說明】
[0035]圖1是涉及本實(shí)施方式的原子振蕩器的功能框圖。
[0036]圖2是示意性地示出涉及本實(shí)施方式的原子振蕩器的光源部、氣室、以及光檢測(cè)部的立體圖。
[0037]圖3是示意性地示出涉及本實(shí)施方式的原子振蕩器的光源部、氣室、以及光檢測(cè)部的俯視圖。
[0038]圖4是示出共振光的頻譜的圖。
[0039]圖5是示出堿金屬原子的Λ型三能級(jí)模型與第一邊帶波及第二邊帶波之間的關(guān)系的圖。
[0040]圖6是示意性地示出注入第二光源部的電流與從第二光源部射出的第二光的光強(qiáng)度之間的關(guān)系的圖。
[0041]圖7是示意性地示出共振光對(duì)的頻率的差與光強(qiáng)度之間的關(guān)系的圖。
[0042]圖8是示意性地示出涉及本實(shí)施方式的第一變形例的原子振蕩器的光源部、氣室、以及光檢測(cè)部的俯視圖。
[0043]圖9是示意性地示出涉及本實(shí)施方式的第二變形例的原子振蕩器的光源部、氣室、以及光檢測(cè)部的俯視圖。
[0044]符號(hào)說明
[0045]2、4…聚光透鏡；6…半反鏡；10…第一光源部；20…氣室；30…第一光檢測(cè)部；40…第二光源部;42…第一端面;44…第二端面;50…第二光檢測(cè)部;60…ΕΙΤ檢測(cè)部；62…高頻控制部；64…高頻發(fā)生部；70…吸收檢測(cè)部；72...中心波長(zhǎng)控制部；80…平均強(qiáng)度檢測(cè)部；82…光強(qiáng)度控制部；100、200、300…原子振蕩器
【具體實(shí)施方式】
[0046]下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。另外，以下說明的實(shí)施方式并不會(huì)不當(dāng)限制權(quán)利要求書所記載的本發(fā)明的內(nèi)容。此外，以下說明的所有構(gòu)成并非是本發(fā)明的必須構(gòu)成要件。
[0047]1.原子振蕩器
[0048]首先，參照附圖，對(duì)涉及本實(shí)施方式的原子振蕩器進(jìn)行說明。圖1是涉及本實(shí)施方式的原子振蕩器100的功能框圖。
[0049]如圖1所不，原子振蕩器100包括:第一光源部10、氣室20、第一光檢測(cè)部30、第二光源部40、第二光檢測(cè)部50、ΕΙΤ檢測(cè)部60、高頻控制部62、高頻發(fā)生部64、吸收檢測(cè)部70、中心波長(zhǎng)控制部72、平均強(qiáng)度檢測(cè)部80、以及光強(qiáng)度控制部82。原子振蕩器100是利用量子干涉效應(yīng)的原子振蕩器。
[0050]這里，圖2是示意性地示出光源部10、40、氣室20、以及光檢測(cè)部30、50的立體圖。圖3是示意性地示出光源部10、40、氣室20、以及光檢測(cè)部30、50的俯視圖。
[0051]第一光源部10是相干光源。具體而言，第一光源部10是面發(fā)射激光器(VCSEL，Vertical Cavity Surface Emitting Laser:垂直腔面發(fā)射激光器)。第一光源部10的振蕩波長(zhǎng)是例如852nm。另外，相干光源包括:完全地射出相干光的光源的情況、和像激光那樣射出相干性高的光的光源的情況。
[0052]第一光源部10射出包括具有兩種不同波長(zhǎng)的共振光對(duì)的第一光L1。第一光L1對(duì)封入有堿金屬原子的氣室20進(jìn)行照射。圖2及圖3所示的例子中，第一光L1在聚光透鏡2被聚光，并照射氣室20。
[0053]這里，圖4是示出共振光的頻譜的圖。圖5是示出堿金屬原子的Λ型三能級(jí)模型與第一邊帶波W1及第二邊帶波W2之間的關(guān)系的圖。從第一光源部10射出的第一光L1，如圖4所示，包括:具有中心頻率=是光速、λ。是激光的中心波長(zhǎng))的基本波
F、相對(duì)于中心頻