(57)【要約】【課題】小型化を図りつつ、通電により発熱する発熱部からガスセルへの不要磁場の影響を抑制することができる量子干渉装置および原子発振器を提供すること、また、この原子発振器を備える信頼性に優れた移動体を提供すること。【解決手段】本発明の原子発振器１は、光透過性を有する２つの窓部を有し、金属原子が封入されているガスセル２１と、ガスセル２１内の金属原子を励起する励起光を出射する光出射部２２と、ガスセル２１を透過した励起光を検出する光検出部２４と、発熱するヒーター２５と、ヒーター２５とガスセル２１の各窓部とを熱的に接続している接続部材２９と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性を有する２つの窓部と、前記２つの窓部とともに空間を構成している側壁とを有し、前記空間に金属原子が封入されているガスセルと、
前記一方の窓部を透過して前記金属原子を励起させる光を出射する光出射部と、
前記金属原子を通過して前記他方の窓部を透過した前記光を検出する光検出部と、
発熱する発熱部と、
前記側壁を構成する材料よりも熱伝導率が大きい材料を含み、前記発熱部と前記２つの窓部とを熱的に接続している接続部材と、
を備えることを特徴とする量子干渉装置。
【請求項２】
前記窓部の表面には、前記窓部を構成する材料よりも熱伝導率が大きい材料を含む伝熱層が配置されている請求項１に記載の量子干渉装置。
【請求項３】
前記窓部と前記接続部材とは、前記伝熱層を介して接続されている請求項２に記載の量子干渉装置。
【請求項４】
前記接続部材は、前記２つの窓部が並ぶ方向で前記ガスセルを挟んでいる１対の接続部と、前記１対の接続部を繋いでいる連結部と、を有する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の量子干渉装置。
【請求項５】
前記連結部は、前記ガスセルと離間している部分を有する請求項４に記載の量子干渉装置。
【請求項６】
前記接続部材は、軟磁性材料を含み、前記ガスセルと前記発熱部との間に少なくとも一部が配置されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の量子干渉装置。
【請求項７】
前記発熱部は、前記ガスセルに対して離間している請求項１ないし６のいずれか１項に記載の量子干渉装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の量子干渉装置を備えることを特徴とする原子発振器。
【請求項９】
請求項８に記載の原子発振器を備えることを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、量子干渉装置、原子発振器および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ルビジウム、セシウム等のアルカリ金属の原子のエネルギー遷移に基づいて発振する原子発振器が知られている。一般に、原子発振器の動作原理は、光およびマイクロ波による二重共鳴現象を利用した方式と、波長の異なる２種類の光による量子干渉効果（ＣＰＴ：Coherent Population Trapping）を利用した方式とに大別される。
いずれの方式の原子発振器においても、アルカリ金属をガスセル内に緩衝ガスとともに封入し、そのアルカリ金属をガス状に保つために、ガスセルを所定温度に加熱する必要がある。また、ガスセル内にアルカリ金属を励起する励起光を照射し、ガスセル内を透過した励起光の強度を検出する。
【０００３】
ここで、一般に、ガスセル内において、アルカリ金属は、そのすべてがガス化するのではなく、一部が余剰分として液体として存在する。この余剰分のアルカリ金属は、ガスセルの温度の低い部分に析出（結露）することにより液体となる。
このような余剰分のアルカリ金属原子は、励起光の通過領域に存在すると、励起光を遮ってしまい、その結果、原子発振器の発振特性の低下を招くこととなる。
そこで、例えば、特許文献１に記載の原子発振器では、ガス状の金属原子を封入したガスセルの励起光の入射面上および出射面上にそれぞれ複数のヒーターが配置されている。
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の原子発振器では、ヒーターがガスセルの直近に配置されているため、通電によりヒーターに生じた不要な磁場がガスセル内のアルカリ金属に作用し、発振特性の低下をもたらすという問題があった。特に、ヒーターの数が複数であると、ガスセル内の温度を一定に保つために各ヒーターへの通電量が変動したとき、不要な磁場の大きさだけでなく方向も変動するため、かかる問題が顕著となる。
また、特許文献１に記載の原子発振器では、ヒーターの数が複数であるため、例えば、ヒーターへの配線の数が多くなり、その結果、原子発振器全体が大型となるという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−３０２７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、小型化を図りつつ、通電により発熱する発熱部からガスセルへの不要磁場の影響を抑制することができる量子干渉装置および原子発振器を提供すること、また、この原子発振器を備える信頼性に優れた移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本適用例の量子干渉装置は、光透過性を有する２つの窓部と、前記２つの窓部とともに空間を構成している側壁とを有し、前記空間に金属原子が封入されているガスセルと、
前記一方の窓部を透過して前記金属原子を励起させる光を出射する光出射部と、
前記金属原子を通過して前記他方の窓部を透過した前記光を検出する光検出部と、
発熱する発熱部と、
前記側壁を構成する材料よりも熱伝導率が大きい材料を含み、前記発熱部と前記２つの窓部とを熱的に接続している接続部材と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
このような量子干渉装置によれば、発熱部がガスセルの２つの窓部のそれぞれに対して接続部材を介して熱的に接続されているので、発熱部からの熱を接続部材による熱伝導により各窓部に伝達し、各窓部を加熱することができる。また、発熱部とガスセルとを離間することができる。そのため、発熱部への通電により生じた不要磁場がガスセル内の金属原子に悪影響を与えるのを抑制することができる。また、発熱部の数を少なくすることができるため、例えば、発熱部への通電のための配線の数を少なくし、その結果、量子干渉装置の小型化を図ることができる。
【０００９】
［適用例２］
本適用例の量子干渉装置では、前記窓部の表面には、前記窓部を構成する材料よりも熱伝導率が大きい材料を含む伝熱層が配置されていることが好ましい。
これにより、接続部材からの熱を伝熱層による熱伝導により効率的に拡散させることができる。その結果、各窓部の温度分布を均一化することができる。
［適用例３］
本適用例の量子干渉装置では、前記窓部と前記接続部材とは、前記伝熱層を介して接続されていることが好ましい。
これにより、接続部材からの熱を各窓部に効率的に伝達することができる。
【００１０】
［適用例４］
本適用例の量子干渉装置では、前記接続部材は、前記２つの窓部が並ぶ方向で前記ガスセルを挟んでいる１対の接続部と、前記１対の接続部を繋いでいる連結部と、を有することが好ましい。
これにより、発熱部からの熱を各窓部に効率的に伝達することができる。
【００１１】
［適用例５］
本適用例の量子干渉装置では、前記連結部は、前記ガスセルと離間している部分を有することが好ましい。
これにより、連結部とガスセルとの間の熱の伝達を抑制し、接続部材から各窓部へ効率的に熱の伝達を行うことができる。
［適用例６］
本適用例の量子干渉装置では、前記接続部材は、軟磁性材料を含み、前記ガスセルと前記発熱部との間に少なくとも一部が配置されていることが好ましい。
これにより、発熱部からの磁場がガスセルに及ぶのを抑制することができる。
【００１２】
［適用例７］
本適用例の量子干渉装置では、前記発熱部は、前記ガスセルに対して離間していることが好ましい。
これにより、発熱部への通電により生じた不要磁場がガスセル内の金属原子に悪影響を与えるのを抑制することができる。
【００１３】
［適用例８］
本適用例の原子発振器は、本適用例の量子干渉装置を備えることを特徴とする。
これにより、小型化を図りつつ、通電により発熱する発熱部からガスセルへの不要磁場の影響を抑制することができる原子発振器を提供することができる。
［適用例９］
本適用例の移動体は、本適用例の原子発振器を備えることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有する移動体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る原子発振器（量子干渉装置）を示す断面図である。
【図２】図１に示す原子発振器の概略図である。
【図３】図１に示す原子発振器のガスセル内におけるアルカリ金属のエネルギー状態を説明するための図である。
【図４】図１に示す原子発振器の光出射部および光検出部について、光出射部からの２つの光の周波数差と、光検出部での検出強度との関係を示すグラフである。
【図５】図１に示す原子発振器の発熱部および接続部材を説明するための断面図である。
【図６】図１に示す原子発振器のガスセルおよび接続部材を説明するための分解図である。
【図７】図１に示す原子発振器のガスセルおよび接続部材を説明するための平面図である。
【図８】（ａ）は、図１に示す原子発振器の支持部材を説明するための平面図、（ｂ）は、（ａ）中のＡ−Ａ線断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る原子発振器（量子干渉装置）を示す断面図である。
【図１０】図９に示す原子発振器のガスセルおよび接続部材を説明するための平面図である。
【図１１】ＧＰＳ衛星を利用した測位システムに本発明の原子発振器を用いた場合の概略構成を示す図である。
【図１２】本発明の原子発振器を用いたクロック伝送システムの一例を示す概略構成図である。
【図１３】本発明の原子発振器を備える移動体（自動車）の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の量子干渉装置、原子発振器および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
１．原子発振器（量子干渉装置）
まず、本発明の原子発振器（本発明の量子干渉装置を備える原子発振器）について説明する。なお、以下では、本発明の量子干渉装置を原子発振器に適用した例を説明するが、本発明の量子干渉装置は、これに限定されず、原子発振器の他、例えば、磁気センサー、量子メモリー等にも適用可能である。
【００１６】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る原子発振器（量子干渉装置）を示す断面図、図２は、図１に示す原子発振器の概略図である。また、図３は、図１に示す原子発振器のガスセル内におけるアルカリ金属のエネルギー状態を説明するための図、図４は、図１に示す原子発振器の光出射部および光検出部について、光出射部からの２つの光の周波数差と、光検出部での検出強度との関係を示すグラフである。また、図５は、図１に示す原子発振器の発熱部および接続部材を説明するための断面図、図６は、図１に示す原子発振器のガスセルおよび接続部材を説明するための分解図、図７は、図１に示す原子発振器のガスセルおよび接続部材を説明するための平面図である。また、図８（ａ）は、図１に示す原子発振器の支持部材を説明するための平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）中のＡ−Ａ線断面図である。
なお、以下では、説明の便宜上、図１中の上側を「上」、下側を「下」という。
【００１７】
図１に示す原子発振器１は、量子干渉効果を利用した原子発振器である。
この原子発振器１は、図１に示すように、量子干渉効果を生じさせる主要部を構成するユニット部２と、ユニット部２を収納するパッケージ３と、パッケージ３内に収納され、ユニット部２をパッケージ３に対して支持する支持部材４とを備える。
ここで、ユニット部２は、ガスセル２１と、光出射部２２と、光学部品２３１、２３２と、光検出部２４と、ヒーター２５（発熱部）と、温度センサー２６と、基板２８と、接続部材２９とを含み、これらがユニット化されている。
また、図１では図示しないが、原子発振器１は、上記のほか、コイル２７および制御部５を有する（図２参照）。
【００１８】
まず、原子発振器１の原理を簡単に説明する。
原子発振器１では、ガスセル２１内に、ガス状のルビジウム、セシウム、ナトリウム等のアルカリ金属（金属原子）が封入されている。
アルカリ金属は、図３に示すように、３準位系のエネルギー準位を有しており、エネルギー準位の異なる２つの基底状態（基底状態１、２）と、励起状態との３つの状態をとり得る。ここで、基底状態１は、基底状態２よりも低いエネルギー状態である。
【００１９】
このようなガス状のアルカリ金属に対して周波数の異なる２種の共鳴光１、２を照射すると、共鳴光１の周波数ω１と共鳴光２の周波数ω２との差（ω１−ω２）に応じて、共鳴光１、２のアルカリ金属における光吸収率（光透過率）が変化する。
そして、共鳴光１の周波数ω１と共鳴光２の周波数ω２との差（ω１−ω２）が基底状態１と基底状態２とのエネルギー差に相当する周波数に一致したとき、基底状態１、２から励起状態への励起がそれぞれ停止する。このとき、共鳴光１、２は、いずれも、アルカリ金属に吸収されずに透過する。このような現象をＣＰＴ現象または電磁誘起透明化現象（ＥＩＴ：Electromagnetically Induced Transparency）と呼ぶ。
【００２０】
光出射部２２は、ガスセル２１に向けて、前述したような周波数の異なる２種の光（共鳴光１および共鳴光２）を出射する。
例えば、光出射部２２が共鳴光１の周波数ω１を固定し、共鳴光２の周波数ω２を変化させていくと、共鳴光１の周波数ω１と共鳴光２の周波数ω２との差（ω１−ω２）が基底状態１と基底状態２とのエネルギー差に相当する周波数ω０に一致したとき、光検出部２４の検出強度は、図４に示すように、急峻に上昇する。このような急峻な信号をＥＩＴ信号として検出する。このＥＩＴ信号は、アルカリ金属の種類によって決まった固有値をもっている。したがって、このようなＥＩＴ信号を用いることにより、発振器を構成することができる。
【００２１】
以下、原子発振器１の各部を順次詳細に説明する。
［ガスセル］
ガスセル２１内には、ガス状のルビジウム、セシウム、ナトリウム等のアルカリ金属が封入されている。
図５に示すように、ガスセル２１は、柱状の貫通孔を有する本体部２１１と、その貫通孔の両開口を封鎖する１対の窓部２１２、２１３とを有する。これにより、前述したようなアルカリ金属が封入される内部空間Ｓが形成される。
【００２２】
ここで、本体部２１１は、２つの窓部２１２、２１３とともに内部空間Ｓを構成している側壁を構成する。また、ガスセル２１の各窓部２１２、２１３は、前述した光出射部２２からの励起光に対する透過性を有している。そして、一方の窓部２１２は、ガスセル２１内へ入射する励起光が透過するものであり、他方の窓部２１３は、ガスセル２１内から出射した励起光が透過するものである。
【００２３】
この窓部２１２、２１３を構成する材料としては、前述したような励起光に対する透過性を有していれば、特に限定されないが、例えば、ガラス材料、水晶等が挙げられる。
また、ガスセル２１の本体部２１１を構成する材料は、特に限定されず、金属材料、樹脂材料等であってもよく、窓部２１２、２１３と同様にガラス材料、水晶等であってもよい。
そして、各窓部２１２、２１３は、本体部２１１に対して気密的に接合されている。これにより、ガスセル２１の内部空間Ｓを気密空間とすることができる。
【００２４】
ガスセル２１の本体部２１１と窓部２１２、２１３との接合方法としては、これらの構成材料に応じて決められるものであり、特に限定されないが、例えば、接着剤による接合方法、直接接合法、陽極接合法等を用いることができる。
また、ガスセル２１の窓部２１２の表面には、伝熱層２１４が設けられている。同様に、ガスセル２１の窓部２１３の表面には、伝熱層２１５が設けられている。
【００２５】
伝熱層２１４、２１５は、それぞれ、窓部２１２、２１３を構成する材料の熱伝導率よりも大きい熱伝導率の材料で構成されている。このように、窓部２１２、２１３の表面に窓部２１２、２１３を構成する材料よりも熱伝導率が大きい材料を含む伝熱層２１４、２１５が配置されていることにより、接続部材２９からの熱を伝熱層２１４、２１５による熱伝導により効率的に拡散させることができる。その結果、各窓部２１２、２１３の温度分布を均一化することができる。
【００２６】
本実施形態では、伝熱層２１４、２１５は、ガスセル２１の外表面側に設けられている。そのため、接続部材２９を各伝熱層２１４、２１５に接触させることができる。これにより、接続部材２９から各伝熱層２１４、２１５への熱の伝達を効率的に行うことができる。この結果、ガス状のアルカリ金属がガスセル２１の光通過面に凝結することを防止でき、原子発振器１の安定度特性の向上につながる。
なお、各窓部２１２、２１３の内側の表面にも、伝熱層２１４、２１５と同様の伝熱層が設けられていてもよい。この場合、各窓部２１２、２１３の温度分布をより効率的に均一化することができる。
【００２７】
また、伝熱層２１４、２１５は、励起光に対する透過性を有する。これにより、ガスセル２１の外部から励起光を伝熱層２１４および窓部２１２を介してガスセル２１内に入射させることができる。また、ガスセル２１内から励起光を窓部２１３および伝熱層２１５を介してガスセル２１の外部へ出射させることができる。
このような伝熱層２１４、２１５の構成材料としては、窓部２１２、２１３の構成材料の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有し、かつ、伝熱層２１４、２１５が励起光を透過し得る材料であれば、特に限定されないが、例えば、ダイヤモンド、ＤＬＣ（diamond‐like carbon）等を用いることができる。
【００２８】
［光出射部］
光出射部２２は、ガスセル２１中のアルカリ金属原子を励起する励起光を出射する機能を有する。
より具体的には、光出射部２２は、前述したような周波数の異なる２種の光（共鳴光１および共鳴光２）を出射するものである。
【００２９】
共鳴光１の周波数ω１は、ガスセル２１中のアルカリ金属を前述した基底状態１から励起状態に励起し得るものである。
また、共鳴光２の周波数ω２は、ガスセル２１中のアルカリ金属を前述した基底状態２から励起状態に励起し得るものである。
この光出射部２２としては、前述したような励起光を出射し得るものであれば、特に限定されないが、例えば、垂直共振器面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）等の半導体レーザー等を用いることができる。
【００３０】
［光学部品］
図２に示すように、複数の光学部品２３１、２３２は、それぞれ、前述した光出射部２２とガスセル２１との間における励起光ＬＬの光路上に設けられている。
本実施形態では、光出射部２２側からガスセル２１側へ、光学部品２３１、光学部品２３２がこの順に配置されている。
光学部品２３１は、λ／４波長板である。これにより、光出射部２２からの励起光ＬＬを直線偏光から円偏光（右円偏光または左円偏光）に変換することができる。
【００３１】
後述するようにコイル２７の磁場によりガスセル２１内のアルカリ金属原子がゼーマン分裂した状態において、仮に直線偏光の励起光をアルカリ金属原子に照射すると、励起光とアルカリ金属原子との相互作用により、アルカリ金属原子がゼーマン分裂した複数の準位に均等に分散して存在することとなる。その結果、所望のエネルギー準位のアルカリ金属原子の数が他のエネルギー準位のアルカリ金属原子の数に対して相対的に少なくなるため、所望のＥＩＴ現象を発現する原子数が減少し、所望のＥＩＴ信号の強度が小さくなり、その結果、原子発振器１の発振特性の低下をもたらす。
【００３２】
これに対し、後述するようにコイル２７の磁場によりガスセル２１内のアルカリ金属原子がゼーマン分裂した状態において、円偏光の励起光をアルカリ金属原子に照射すると、励起光とアルカリ金属原子との相互作用により、アルカリ金属原子がゼーマン分裂した複数の準位のうち、所望のエネルギー準位のアルカリ金属原子の数を他のエネルギー準位のアルカリ金属原子の数に対して相対的に多くすることができる。そのため、所望のＥＩＴ現象を発現する原子数が増大し、所望のＥＩＴ信号の強度が大きくなり、その結果、原子発振器１の発振特性を向上させることができる。
【００３３】
光学部品２３２は、減光フィルター（ＮＤフィルター）である。これにより、ガスセル２１に入射する励起光ＬＬの強度を調整（減少）させることができる。そのため、光出射部２２の出力が大きい場合でも、ガスセル２１に入射する励起光を所望の光量とすることができる。本実施形態では、前述した光学部品２３１を通過した所定方向の偏光を有する励起光ＬＬの強度を光学部品２３２により調整する。
なお、光出射部２２とガスセル２１との間には、波長板および減光フィルターの他に、レンズ、偏光板等の他の光学部品が配置されていてもよい。また、光出射部２２からの励起光の強度によっては、光学部品２３２を省略することができる。
【００３４】
［光検出部］
光検出部２４は、ガスセル２１内を透過した励起光ＬＬ（共鳴光１、２）の強度を検出する機能を有する。
本実施形態では、光検出部２４は、接着剤３０を介して接続部材２９上に接合されている。
【００３５】
ここで、接着剤３０としては、公知の接着剤を用いることができるが、熱伝導性が優れる接着剤を用いた場合、接続部材２９から熱により光検出部２４も温度調節することができ、一方、断熱性に優れる接着剤を用いた場合、接続部材２９と光検出部２４との間の熱干渉を抑制することができる。
この光検出部２４としては、上述したような励起光を検出し得るものであれば、特に限定されないが、例えば、太陽電池、フォトダイオード等の光検出器（受光素子）を用いることができる。
【００３６】
［ヒーター］
ヒーター２５は、通電により発熱する発熱抵抗体（発熱部）である。
このヒーター２５からの熱は、基板２８および接続部材２９を介して、ガスセル２１に伝達される。これにより、ガスセル２１（より具体的にはガスセル２１中のアルカリ金属）が加熱され、ガスセル２１中のアルカリ金属をガス状に維持することができる。また、本実施形態では、ヒーター２５からの熱は、基板２８を介して光出射部２２にも伝達される。
【００３７】
このヒーター２５は、ガスセル２１に対して離間している。これにより、ヒーター２５への通電により生じた不要磁場がガスセル２１内の金属原子に悪影響を与えるのを抑制することができる。
本実施形態では、ヒーター２５は、基板２８上に設けられている。これにより、ヒーター２５からの熱は、基板２８に伝達される。
なお、ヒーター２５に代えて、または、ヒーター２５と併用して、ペルチェ素子を用いてもよい。この場合、ペルチェ素子の発熱側の部分が発熱部を構成する。
【００３８】
［温度センサー］
温度センサー２６は、ヒーター２５またはガスセル２１の温度を検出するものである。そして、この温度センサー２６の検出結果に基づいて、前述したヒーター２５の発熱量が制御される。これにより、ガスセル２１内のアルカリ金属原子を所望の温度に維持することができる。
【００３９】
本実施形態では、温度センサー２６は、基板２８上に設けられている。
なお、温度センサー２６の設置位置は、これに限定されず、例えば、接続部材２９上であってもよいし、ヒーター２５上であってもよいし、ガスセル２１の外表面上であってもよい。
温度センサー２６としては、それぞれ、特に限定されず、サーミスタ、熱電対等の公知の各種温度センサーを用いることができる。
【００４０】
［コイル］
コイル２７は、通電により、磁場を発生させる機能を有する。これにより、ガスセル２１中のアルカリ金属に磁場を印加することにより、ゼーマン分裂により、アルカリ金属の縮退している異なるエネルギー準位間のギャップを拡げて、分解能を向上させることができる。その結果、原子発振器１の発振周波数の精度を高めることができる。
なお、コイル２７が発生する磁場は、直流磁場または交流磁場のいずれかの磁場であってもよいし、直流磁場と交流磁場とを重畳させた磁場であってもよい。
【００４１】
また、このコイル２７は、ガスセル２１を囲むように設けられたソレノイドコイルであってもよいし、ガスセル２１を挟むように設けられたヘルムホルツコイルであってもよい。
コイル２７の設置位置は、図示しないが、ガスセル２１と接続部材２９との間であってもよいし、接続部材２９とパッケージ３との間であってもよい。
【００４２】
［基板］
基板２８の一方の面（上面）には、光出射部２２、ヒーター２５、温度センサー２６および接続部材２９が搭載されている。
基板２８は、ヒーター２５からの熱を接続部材２９へ伝達する機能を有する。これにより、ヒーター２５が接続部材２９に対して離間していても、ヒーター２５からの熱を接続部材２９へ伝達することができる。
【００４３】
ここで、基板２８は、ヒーター２５と接続部材２９とを熱的に接続している。このようにヒーター２５および接続部材２９を基板２８に搭載することにより、ヒーター２５の設置の自由度を高めることができる。
また、光出射部２２が基板２８に搭載されていることにより、ヒーター２５からの熱により光出射部２２を温度調節することができる。
また、基板２８は、光出射部２２、ヒーター２５、温度センサー２６および接続部材２９を支持する機能をも有する。
【００４４】
このような基板２８の構成材料としては、特に限定されないが、熱伝導性に優れた材料、例えば、金属材料を用いることができる。なお、基板２８を金属材料で構成した場合、基板２８の表面には、必要に応じて、例えば、樹脂材料、金属酸化物、金属窒化物等で構成された絶縁層が設けられていてもよい。
なお、基板２８は、接続部材２９の形状、ヒーター２５の設置位置等によっては、省略することができる。この場合、ヒーター２５を接続部材２９に接触させる位置に設置すればよい。
【００４５】
［接続部材］
接続部材２９は、ヒーター２５とガスセル２１の各窓部２１２、２１３とを熱的に接続している。これにより、ヒーター２５からの熱を接続部材２９による熱伝導により各窓部２１２、２１３に伝達し、各窓部２１２、２１３を加熱することができる。また、ヒーター２５とガスセル２１とを離間することができる。そのため、ヒーター２５への通電により生じた不要磁場がガスセル２１内の金属原子に悪影響を与えるのを抑制することができる。また、ヒーター２５の数を少なくすることができるため、例えば、ヒーター２５への通電のための配線の数を少なくし、その結果、原子発振器１（量子干渉装置）の小型化を図ることができる。
【００４６】
図５に示すように、接続部材２９は、ガスセル２１を挟んで設けられた１対の接続部材２９１、２９２で構成されている。これにより、ガスセル２１に対する接続部材２９の設置を容易なものとしつつ、接続部材２９からガスセル２１の各窓部２１２、２１３に均一に熱を伝達させることができる。
より具体的に説明すると、接続部材２９１は、２つの窓部２１２、２１３が並ぶ方向でガスセル２１を挟んでいる１対の接続部２９１ａ、２９１ｂと、１対の接続部２９１ａ、２９１ｂを繋いでいる連結部２９１ｃとを有している。同様に、接続部材２９２は、２つの窓部２１２、２１３が並ぶ方向でガスセル２１を挟んでいる１対の接続部２９２ａ、２９２ｂと、１対の接続部２９２ａ、２９２ｂを繋いでいる連結部２９２ｃとを有している。これにより、ヒーター２５からの熱を各窓部２１２、２１３に効率的に伝達することができる。
【００４７】
ここで、接続部２９１ａ、２９２ａは、それぞれ、伝熱層２１４に接触している。同様に、接続部２９１ｂ、２９２ｂは、それぞれ、伝熱層２１４に接触している。
すなわち、窓部２１２と接続部材２９１、２９２とは、伝熱層２１４を介して接続されている。同様に、窓部２１３と接続部材２９１、２９２とは、伝熱層２１５を介して接続されている。これにより、接続部材２９１、２９２からの熱を各窓部２１２、２１３に効率的に伝達することができる。
【００４８】
また、接続部２９１ａ、２９１ｂ、２９２ａ、２９２ｂは、それぞれ、励起光ＬＬの通過領域を避けるように形成されている。すなわち、接続部２９１ａ、２９１ｂ、２９２ａ、２９２ｂは、それぞれ、励起光ＬＬの通過領域の外側に配置されている。これにより、ガスセル２１へ励起光を入射させるとともに、ガスセル２１から励起光を出射させることができる。
【００４９】
本実施形態では、励起光ＬＬの軸ａに平行な方向からみたとき、接続部２９１ａ、２９１ｂ、２９２ａ、２９２ｂは、内部空間Ｓの外側に位置している。これにより、励起光ＬＬの通過領域を大きくすることができる。
このような１対の接続部材２９１、２９２は、例えば、図６に示すように、ガスセル２１の互いに対向する１対の側面の両側からガスセル２１を挟むようにして嵌合している。
【００５０】
この嵌合前の接続部材２９１、２９２は、接続部材２９１における接続部２９１ａと接続部２９１ｂとの間の距離、および、接続部材２９２における接続部２９２ａと接続部２９２ｂとの間の距離を、それぞれ、ガスセル２１における伝熱層２１４の外表面と伝熱層２１５の外表面との間の距離（伝熱層２１４、２１５を省略した場合、窓部２１２の外表面と窓部２１３の外表面との間の距離）と等しいかまたはそれよりも若干小さく設計される。そして、連結部２９１ｃ、２９２ｃを必要に応じて弾性変形させて、前述したように接続部材２９１、２９２をガスセル２１に嵌合させる。これにより、接続部２９１ａ、２９２ａをそれぞれ伝熱層２１４（伝熱層２１４、２１５を省略した場合、窓部２１２）に接触させるとともに、接続部２９１ｂ、２９２ｂをそれぞれ伝熱層２１４（伝熱層２１４、２１５を省略した場合、窓部２１２）に接触させることができる。
【００５１】
なお、伝熱層２１４と接続部２９１ａ、２９２ａとの間、および、伝熱層２１５と接続部２９１ｂ、２９２ｂとの間の少なくとも一方に隙間が形成されている場合には、その隙間に、熱伝導性を有する接着剤が充填されていてもよい。かかる接着剤としては、例えば、金属ペースト、伝熱性フィラーを含有した樹脂系接着剤、シリコーン樹脂系接着剤等が挙げられる。このような接着剤を用いることにより、これらの間に隙間が形成されていても、これらの間の熱伝導性を優れたものとすることができる。また、かかる隙間が形成されていなくても、前述したような接着剤を用いて、接続部材２９１、２９２をガスセル２１に対して固定することもできる。また、かかる接着剤は、接続部材２９１と接続部材２９２との間に充填することもできる。
【００５２】
また、連結部２９１ｃ、２９２ｃは、それぞれ、ガスセル２１との間に隙間を形成して配置されている。すなわち、連結部２９１ｃ、２９２ｃは、それぞれ、ガスセル２１と離間している部分を有する。これにより、連結部２９１ｃ、２９２ｃとガスセル２１との間の熱の伝達を抑制し、接続部材２９１、２９２から各窓部２１２、２１３へ効率的に熱の伝達を行うことができる。
このような接続部材２９の構成材料としては、ガスセル２１の本体部２１１を構成する材料よりも熱伝導率が大きい材料であればよいが、熱伝導性に優れた材料、例えば、金属材料を用いることができる。
【００５３】
［パッケージ］
パッケージ３は、ユニット部２および支持部材４を収納する機能を有する。なお、図１では、図示を省略しているが、パッケージ３内には、図２に示すコイル２７も収納されている。また、パッケージ３内には、前述した部品以外の部品が収納されていてもよい。
このパッケージ３は、図１に示すように、板状の基体３１（ベース部）と、有底筒状の蓋体３２とを備え、蓋体３２の開口が基体３１により封鎖されている。これにより、ユニット部２および支持部材４を収納する空間が形成されている。
【００５４】
基体３１は、支持部材４を介してユニット部２を支持している。
また、図示しないが、基体３１には、パッケージ３の外部から内部のユニット部２への通電のための複数の配線および複数の端子が設けられている。
この基体３１の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、樹脂材料、セラミックス材料等を用いることができる。
【００５５】
このような基体３１には、蓋体３２が接合されている。
基体３１と蓋体３２との接合方法としては、特に限定されないが、例えば、ろう接、シーム溶接、エネルギー線溶接（レーザー溶接、電子線溶接等）等を用いることができる。
なお、基体３１と蓋体３２との間には、これらを接合するための接合部材が介在していてもよい。
このような蓋体３２の構成材料としては、特に限定されず、例えば、樹脂材料、セラミックス材料、金属材料等を用いることができる。
【００５６】
また、基体３１と蓋体３２とは気密的に接合されているのが好ましい。すなわち、パッケージ３内が気密空間であることが好ましい。これにより、パッケージ３内を減圧状態または不活性ガス封入状態とすることができ、その結果、原子発振器１の特性を向上させることができる。
特に、パッケージ３内は、減圧状態であることが好ましい。
【００５７】
これにより、パッケージ３内の空間を介した熱の伝達を抑制することができる。そのため、接続部材２９とパッケージ３の外部との間や、パッケージ３内の空間を介したヒーター２５とガスセル２１との間の熱干渉を抑制することができる。そのため、ヒーター２５からの熱を接続部材２９を介して効率的に各窓部２１２、２１３へ伝達し、２つの窓部２１２、２１３間の温度差を抑制することができる。
また、ユニット部２とパッケージ３の外部との間の熱の伝達をより効果的に抑制することができる。
【００５８】
［支持部材４］
支持部材４は、パッケージ３内に収納されており、パッケージ３の一部を構成する基体３１に対してユニット部２を支持する機能を有する。
また、支持部材４は、ユニット部２とパッケージ３の外部との間の熱の伝達を抑制する機能を有する。
【００５９】
この支持部材４は、図８に示すように、複数の脚部４１（柱部）と、複数の脚部４１間を互いに連結する連結部４２とを有する。
複数の脚部４１は、それぞれ、パッケージ３の基体３１の内側の面に例えば接着剤により接合されている。
この複数の脚部４１は、基体３１とユニット部２とが重なる方向からみた平面視（以下、単に「平面視」ともいう）にて、ユニット部２の外側に配置されている。
【００６０】
本実施形態では、脚部４１は、平面視にて、正方形をなすガスセル２１の角部に対応するように、４つ設けられている。
各脚部４１は、円筒状をなし、基体３１の内側に面に対して垂直な方向に延びて立設されている。
また、各脚部４１には、中空部４１１が形成されている。これにより、各脚部４１の剛性を確保しつつ、脚部４１における熱の伝達を抑制することができる。
この中空部４１１は、大気圧よりも減圧した雰囲気（減圧状態または真空状態）であることが好ましい。これにより、脚部４１における熱の伝達をより効果的に抑制することができる。
【００６１】
本実施形態では、中空部４１１は、脚部４１を上下に貫通している。そのため、パッケージ３内を減圧状態とすることにより、中空部４１１内も減圧状態とすることができる。
なお、中空部４１１の上側が開放していない場合、各脚部４１と基体３１との間に中空部４１１の内外を連通する隙間を形成すれば、パッケージ３内を減圧状態とすることにより、中空部４１１内も減圧状態とすることができる。
【００６２】
連結部４２は、複数の脚部４１の上端部（一端部）同士を連結している。これにより、支持部材４の剛性が高められている。本実施形態では、連結部４２は、複数の脚部４１と一体で形成されている。なお、連結部４２は、複数の脚部４１と別体で形成され、例えば、接着剤により各脚部４１と接合されていてもよい。
連結部４２は、全体が板状をなしている。これにより、比較的簡単な構成で、支持部材４の剛性を高めることができる。
【００６３】
また、連結部４２は、平面視にて、４つの脚部４１が角部に位置するように四角形をなしている。
この連結部４２の上面（脚部４１とは反対側の面）には、ユニット部２（より具体的には基板２８）が接合（接続）されている。これにより、支持部材４によりユニット部２が支持されている。
連結部４２とユニット部２との接続部は、平面視にて、前述した複数の脚部４１の上端部（一端部）よりも内側に位置している。
【００６４】
この連結部４２の上面（すなわちユニット部２側の面）の中央部には、凹部４２１が形成されている。
この凹部４２１内の空間は、ユニット部２と連結部４２との間に位置する。これにより、ユニット部２と連結部４２との接触面積を低減して、連結部４２とユニット部２との間の熱の伝達を効果的に抑制することができる。また、連結部４２における熱の伝達を抑制することもできる。
【００６５】
本実施形態では、凹部４２１は、平面視にて、ユニット部２の外形よりも内側に配置されている。したがって、ユニット部２は、連結部４２の凹部４２１よりも外周側の部分に接合されている。なお、凹部４２１は、平面視にて、ユニット部２の外形よりも外側に位置する部分を有していてもよい。
また、凹部４２１内は、減圧状態であることが好ましい。これにより、凹部４２１内の断熱性を高め、ユニット部２から連結部４２への熱の逃げを抑制することができる。
【００６６】
ユニット部２と支持部材４との接合箇所は、凹部４２１の外周に沿って全周に亘って形成されていてもよいが、接合箇所を介したユニット部２と支持部材４との間の熱伝導を抑制する観点から、スポット状に複数形成されていることが好ましい。
また、ユニット部２と支持部材４との間には、凹部４２１の内外を連通する隙間が形成されていることが好ましい。これにより、パッケージ３内を減圧状態とすることにより、凹部４２１内も減圧状態とすることができる。
【００６７】
このような支持部材４によれば、各脚部４１の下端部（他端部）が平面視にてユニット部２に対して離間している。そのため、支持部材４は、ユニット部２と支持部材４との接続部から各脚部４１の下端部への熱の伝達経路（以下、「支持部材４の熱伝達経路」という）が屈曲または湾曲した部分を有する。
これにより、基体３１とユニット部２との間の距離を小さくしても、支持部材４を介したユニット部２から基体３１への熱の伝達経路を長くすることができる。そのため、原子発振器１の小型化を図りつつ、支持部材４を介したユニット部２から基体３１への熱の伝達を抑制することができる。また、複数の脚部４１間が連結部４２により連結されているので、支持部材４の剛性を高めることができる。そのため、ユニット部２の振動を抑制することができる。
【００６８】
また、支持部材４の熱伝達経路のそれぞれの長さをＬ［ｍ］とし、支持部材４の熱伝達経路における平均横断面積の合計をＡ［ｍ２］とし、支持部材４を構成する材料の熱伝導率をλ［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］としたとき、
（熱抵抗）＝（１／λ）×（Ｌ／Ａ）≧１６８００［℃／Ｗ］の関係を満たすことが好ましい。
【００６９】
これにより、支持部材４を介したユニット部２から基体３１への熱の伝達を抑制することができる。また、ヒーター２５の消費電力を１５ｍＷ以下に抑え、原子発振器１の低消費電力化を図ることができる。また、ヒーター２５を小型なものとすることができるため、原子発振器１の小型化を図ることができる。このようなことから、原子発振器１を様々な機器に搭載することが可能となる。
【００７０】
また、支持部材４の構成材料としては、熱伝導性が比較的低く、かつ、支持部材４がユニット部２を支持する剛性を確保し得る材料であれば、特に限定されないが、例えば、樹脂材料、セラミックス材料等の非金属を用いることが好ましく、樹脂材料を用いることがより好ましい。支持部材４を樹脂材料で構成した場合、支持部材４の形状が複雑であっても、例えば射出成型等の公知の方法を用いて、支持部材４を容易に製造することができる。なお、脚部４１の構成材料と連結部４２の構成材料は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００７１】
支持部材４を構成する樹脂材料としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のポリオレフィン、アクリル系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテル、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（例えば２層以上の積層体として）用いることができる。
【００７２】
また、支持部材４の熱電導率は、０．１Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以上４０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以下であることが好ましく、０．１Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以上０．５Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以下であることがより好ましい。これにより、ユニット部２とパッケージ３との間の支持部材４を介した熱伝導をより効果的に抑えることができる。すなわち、支持部材４の断熱性を高め、ユニット部２とパッケージ３とを熱的に分離する効果を顕著なものとすることができる。
【００７３】
また、各脚部４１および連結部４２のうちの少なくとも一方の表面には、熱の反射率を高める処理が施されていることが好ましい。これにより、支持部材４と他の部材（特に基体３１）との間における放射による熱の伝達を抑制することができる。
このような熱の反射率を高める処理としては、特に限定されないが、例えば、支持部材４の表面に金属膜を形成する処理が挙げられる。
【００７４】
［制御部］
図２に示す制御部５は、ヒーター２５、コイル２７および光出射部２２をそれぞれ制御する機能を有する。
このような制御部５は、光出射部２２の共鳴光１、２の周波数を制御する励起光制御部５１と、ガスセル２１中のアルカリ金属の温度を制御する温度制御部５２と、ガスセル２１に印加する磁場を制御する磁場制御部５３とを有する。
【００７５】
励起光制御部５１は、前述した光検出部２４の検出結果に基づいて、光出射部２２から出射される共鳴光１、２の周波数を制御する。より具体的には、励起光制御部５１は、前述した光検出部２４によって検出された（ω１−ω２）が前述したアルカリ金属固有の周波数ω０となるように、光出射部２２から出射される共鳴光１、２の周波数を制御する。また、励起光制御部５１は、光出射部２２から出射される共鳴光１、２の中心周波数を制御する。これにより、前述したようなＥＩＴ信号を検出することができる。そして、制御部５は、図示しない水晶発振器の信号をＥＩＴ信号に同期して出力させる。
【００７６】
また、温度制御部５２は、温度センサー２６の検出結果に基づいて、ヒーター２５への通電を制御する。これにより、ガスセル２１を所望の温度範囲内に維持することができる。
また、磁場制御部５３は、コイル２７が発生する磁場が一定となるように、コイル２７への通電を制御する。
このような制御部５は、例えば、パッケージ３が実装される基板上に実装されたＩＣチップに設けられている。なお、制御部５がパッケージ３内に設けられていてもよい。
【００７７】
以上説明したような本実施形態の原子発振器１によれば、ヒーター２５がガスセル２１の２つの窓部２１２、２１３のそれぞれに対して接続部材２９を介して熱的に接続されているので、ヒーター２５からの熱を接続部材２９による熱伝導により各窓部２１２、２１３に伝達し、各窓部２１２、２１３を加熱することができる。また、ヒーター２５とガスセル２１とを離間することができる。そのため、ヒーター２５への通電により生じた不要磁場がガスセル２１内の金属原子に悪影響を与えるのを抑制することができる。また、ヒーター２５の数を少なくすることができるため、例えば、ヒーター２５への通電のための配線の数を少なくし、その結果、原子発振器１の小型化を図ることができる。
【００７８】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図９は、本発明の第２実施形態に係る原子発振器（量子干渉装置）を示す断面図、図１０は、図９に示す原子発振器のガスセルおよび接続部材を説明するための平面図である。
本実施形態に係る原子発振器は、接続部材の構成および光出射部の配置が異なる以外は、前述した第１実施形態にかかる原子発振器と同様である。
なお、以下の説明では、第２実施形態の原子発振器に関し、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図９および図１０において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００７９】
図９に示す原子発振器１Ａは、量子干渉効果を生じさせる主要部を構成するユニット部２Ａと、ユニット部２Ａを収納するパッケージ３と、パッケージ３内に収納され、ユニット部２Ａをパッケージ３に対して支持する支持部材４とを備える。
ここで、ユニット部２Ａは、ガスセル２１と、光出射部２２と、光学部品２３１、２３２と、光検出部２４と、ヒーター２５（発熱部）と、温度センサー２６と、基板２８と、接続部材２９Ａとを含み、これらがユニット化されている。
【００８０】
図１０に示すように、接続部材２９Ａは、ガスセル２１を挟んで設けられた１対の接続部材２９１Ａ、２９２Ａで構成されている。
この１対の接続部材２９１Ａ、２９２Ａは、ガスセル２１の一方の窓部２１３の全周を囲むように構成されている。また、図示しないが、１対の接続部材２９１Ａ、２９２Ａは、ガスセル２１の他方の窓部の全周を囲むように構成されている。これにより、ガスセル２１の各窓部の温度分布をより効果的に均一化することができる。
【００８１】
また、図示しないが、１対の接続部材２９１Ａ、２９２Ａは、ガスセル２１の本体部（図示せず）の全周を囲むように構成されている。
本実施形態では、平面視にて１対の接続部材２９１Ａ、２９２Ａによって囲まれる領域は、ガスセル２１の形状に対応して、四角形（より具体的には正方形）をなしている。なお、かかる領域の形状は、四角形に限定されず、例えば、円形であってもよい。
【００８２】
図９に示すように、ヒーター２５（発熱部）は、基板２８に対してガスセル２１とは反対側に設けられている。これにより、光出射部２２の励起光の出射方向からみたとき、すなわち、平面視にて、ヒーター２５を、ガスセル２１の励起光が通過する領域と重なる位置に配置することができる。そのため、比較的簡単に、ヒーター２５から、ガスセル２１の励起光が通過する領域への熱の伝達経路を、ガスセル２１の各窓部の周方向での各部において互いに等しくなるように構成することができる。
【００８３】
また、本実施形態では、基板２８は、磁気シールド性を有することが好ましい。これにより、ヒーター２５への通電により生じた不要磁場がガスセル２１内の金属原子に悪影響を与えるのを抑制することができる。この場合、基板２８の構成材料として、例えば、Ｆｅ、各種Ｆｅ合金（ケイ素鉄、パーマロイ、アモルファス、センダスト）等の軟磁性材料を用いればよい。
【００８４】
ここで、基板２８は、接続部材２９Ａと一体に形成されていてもよく、また、接続部材２９Ａの一部を構成するということもできる。したがって、接続部材２９Ａは、軟磁性材料を含み、ガスセル２１とヒーター２５との間に少なくとも一部（基板２８）が配置されていることにより、ヒーター２５からの磁場がガスセル２１に及ぶのを抑制することができる。
以上説明したような第２実施形態の原子発振器１Ａによっても、小型化を図りつつ、通電により発熱するヒーター２５からガスセル２１への不要磁場の影響を抑制することができる。
【００８５】
２．電子機器
以上説明したような本発明の原子発振器は、各種電子機器に組み込むことができる。このような本発明の原子発振器を備える電子機器は、優れた信頼性を有する。
以下、本発明の原子発振器を備える電子機器の一例について説明する。
図１１は、ＧＰＳ衛星を利用した測位システムに本発明の原子発振器を用いた場合の概略構成を示す図である。
【００８６】
図１１に示す測位システム１００は、ＧＰＳ衛星２００と、基地局装置３００と、ＧＰＳ受信装置４００とで構成されている。
ＧＰＳ衛星２００は、測位情報（ＧＰＳ信号）を送信する。
基地局装置３００は、例えば電子基準点（ＧＰＳ連続観測局）に設置されたアンテナ３０１を介してＧＰＳ衛星２００からの測位情報を高精度に受信する受信装置３０２と、この受信装置３０２で受信した測位情報をアンテナ３０３を介して送信する送信装置３０４とを備える。
【００８７】
ここで、受信装置３０２は、その基準周波数発振源として前述した本発明の原子発振器１を備える電子装置である。このような受信装置３０２は、優れた信頼性を有する。また、受信装置３０２で受信された測位情報は、リアルタイムで送信装置３０４により送信される。
ＧＰＳ受信装置４００は、ＧＰＳ衛星２００からの測位情報をアンテナ４０１を介して受信する衛星受信部４０２と、基地局装置３００からの測位情報をアンテナ４０３を介して受信する基地局受信部４０４とを備える。
【００８８】
図１２は、本発明の原子発振器を用いたクロック伝送システムの一例を示す概略構成図である。
図１２に示すクロック伝送システム５００は、時分割多重方式のネットワーク内の各装置のクロックを一致させるものであって、Ｎ（Normal）系およびＥ(Emergency)系の冗長構成を有するシステムである。
【００８９】
このクロック伝送システム５００は、Ａ局（上位（Ｎ系））のクロック供給装置（ＣＳＭ：Clock Supply Module）５０１およびＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy）装置５０２と、Ｂ局（上位（Ｅ系））のクロック供給装置５０３およびＳＤＨ装置５０４と、Ｃ局（下位）のクロック供給装置５０５およびＳＤＨ装置５０６、５０７とを備える。
クロック供給装置５０１は、原子発振器１を有し、Ｎ系のクロック信号を生成する。このクロック供給装置５０１内の原子発振器１は、セシウムを用いた原子発振器を含むマスタークロック５０８、５０９からのより高精度なクロック信号と同期して、クロック信号を生成する。
【００９０】
ＳＤＨ装置５０２は、クロック供給装置５０１からのクロック信号に基づいて、主信号の送受信を行うとともに、Ｎ系のクロック信号を主信号に重畳し、下位のクロック供給装置５０５に伝送する。
クロック供給装置５０３は、原子発振器１を有し、Ｅ系のクロック信号を生成する。このクロック供給装置５０３内の原子発振器１は、セシウムを用いた原子発振器を含むマスタークロック５０８、５０９からのより高精度なクロック信号と同期して、クロック信号を生成する。
ＳＤＨ装置５０４は、クロック供給装置５０３からのクロック信号に基づいて、主信号の送受信を行うとともに、Ｅ系のクロック信号を主信号に重畳し、下位のクロック供給装置５０５に伝送する。
【００９１】
クロック供給装置５０５は、クロック供給装置５０１、５０３からのクロック信号を受信し、その受信したクロック信号に同期して、クロック信号を生成する。
ここで、クロック供給装置５０５は、通常、クロック供給装置５０１からのＮ系のクロック信号に同期して、クロック信号を生成する。そして、Ｎ系に異常が発生した場合、クロック供給装置５０５は、クロック供給装置５０３からのＥ系のクロック信号に同期して、クロック信号を生成する。このようにＮ系からＥ系に切り換えることにより、安定したクロック供給を担保し、クロックパス網の信頼性を高めることができる。
ＳＤＨ装置５０６は、クロック供給装置５０５からのクロック信号に基づいて、主信号の送受信を行う。同様に、ＳＤＨ装置５０７は、クロック供給装置５０５からのクロック信号に基づいて、主信号の送受信を行う。これにより、Ｃ局の装置をＡ局またはＢ局の装置と同期させることができる。
【００９２】
３．移動体
また、前述したような本発明の原子発振器は、各種移動体に組み込むことができる。このような本発明の原子発振器を備える移動体は、優れた信頼性を有する。
以下、本発明の移動体の一例について説明する。
図１３は、本発明の原子発振器を備える移動体（自動車）の構成を示す斜視図である。
【００９３】
図１３に示す移動体１５００は、車体１５０１と、４つの車輪１５０２とを有しており、車体１５０１に設けられた図示しない動力源（エンジン）によって車輪１５０２を回転させるように構成されている。このような移動体１５００には、原子発振器１が内蔵されている。そして、原子発振器１からの発振信号に基づいて、例えば、図示しない制御部が動力源の駆動を制御する。
【００９４】
なお、本発明の原子発振器を備える電子機器または移動体は、前述したものに限定されず、例えば、携帯電話機、ディジタルスチルカメラ、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、パーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター、ラップトップ型パーソナルコンピューター）、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレーター等に適用することができる。
【００９５】
以上、本発明の量子干渉装置、原子発振器および移動体について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではなく、例えば、前述した実施形態の各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
また、本発明は、前述した各実施形態の任意の構成同士を組み合わせるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１‥‥原子発振器  １Ａ‥‥原子発振器  ２‥‥ユニット部  ２Ａ‥‥ユニット部  ３‥‥パッケージ  ４‥‥支持部材  ５‥‥制御部  ２１‥‥ガスセル  ２２‥‥光出射部  ２４‥‥光検出部  ２５‥‥ヒーター  ２６‥‥温度センサー  ２７‥‥コイル  ２８‥‥基板  ２９‥‥接続部材  ２９Ａ‥‥接続部材  ３０‥‥接着剤  ３１‥‥基体  ３２‥‥蓋体  ４１‥‥脚部  ４２‥‥連結部  ５１‥‥励起光制御部  ５２‥‥温度制御部  ５３‥‥磁場制御部  １００‥‥測位システム  ２００‥‥衛星  ２１１‥‥本体部  ２１２‥‥窓部  ２１３‥‥窓部  ２１４‥‥伝熱層  ２１５‥‥伝熱層  ２３１‥‥光学部品  ２３２‥‥光学部品  ２９１‥‥接続部材  ２９１Ａ‥‥接続部材  ２９１ａ‥‥接続部  ２９１ｂ‥‥接続部  ２９１ｃ‥‥連結部  ２９２‥‥接続部材  ２９２Ａ‥‥接続部材  ２９２ａ‥‥接続部  ２９２ｂ‥‥接続部  ２９２ｃ‥‥連結部  ３００‥‥基地局装置  ３０１‥‥アンテナ  ３０２‥‥受信装置  ３０３‥‥アンテナ  ３０４‥‥送信装置  ４００‥‥受信装置  ４０１‥‥アンテナ  ４０２‥‥衛星受信部  ４０３‥‥アンテナ  ４０４‥‥基地局受信部  ４１１‥‥中空部  ４２１‥‥凹部  ５００‥‥クロック伝送システム  ５０１‥‥クロック供給装置  ５０２‥‥ＳＤＨ装置  ５０３‥‥クロック供給装置  ５０４‥‥ＳＤＨ装置  ５０５‥‥クロック供給装置  ５０６‥‥ＳＤＨ装置  ５０７‥‥ＳＤＨ装置  ５０８‥‥マスタークロック  ５０９‥‥マスタークロック  １５００‥‥移動体  １５０１‥‥車体  １５０２‥‥車輪  ＬＬ‥‥励起光  Ｓ‥‥内部空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年2月27日(2014.2.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
本実施形態では、温度センサー２６は、基板２８上に設けられている。
なお、温度センサー２６の設置位置は、これに限定されず、例えば、接続部材２９上であってもよいし、ヒーター２５上であってもよいし、ガスセル２１の外表面上であってもよい。
温度センサー２６としては、特に限定されず、サーミスタ、熱電対等の公知の各種温度センサーを用いることができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
本実施形態では、脚部４１は、平面視にて、正方形をなすガスセル２１の角部に対応するように、４つ設けられている。
各脚部４１は、円筒状をなし、基体３１の内側の面に対して垂直な方向に延びて立設されている。
また、各脚部４１には、中空部４１１が形成されている。これにより、各脚部４１の剛性を確保しつつ、脚部４１における熱の伝達を抑制することができる。
この中空部４１１は、大気圧よりも減圧した雰囲気（減圧状態または真空状態）であることが好ましい。これにより、脚部４１における熱の伝達をより効果的に抑制することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
また、支持部材４の熱伝導率は、０．１Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以上４０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以下であることが好ましく、０．１Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以上０．５Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以下であることがより好ましい。これにより、ユニット部２とパッケージ３との間の支持部材４を介した熱伝導をより効果的に抑えることができる。すなわち、支持部材４の断熱性を高め、ユニット部２とパッケージ３とを熱的に分離する効果を顕著なものとすることができる。