(57)【要約】【課題】小型化を図りつつ、２つの電子部品間の熱干渉を抑制することができる電子デバイスおよびその製造方法を提供すること、また、小型化を図りつつ、光出射部とガスセルとの間の熱干渉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、さらに、かかる原子発振器を備える電子機器および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、第１電子部品が配置されている基部２１と、第２電子部品が配置されている基部３１と、基部２１および基部３１とともに第１電子部品および第２電子部品を収納している空間Ｓを形成している筒状または環状の胴部４と、を備え、胴部４は、基部２１に接合されている第１部材４１、基部３１に接合されている第２部材４２、および、第１部材４１と第２部材４２とを接続している断熱部４３を含んでいる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電子部品が配置されている第１基部と、
第２電子部品が配置されている第２基部と、
前記第１基部および前記第２基部とともに前記第１電子部品および前記第２電子部品を収納している空間を形成している環状の胴部と、を備え、
前記胴部は、前記第１基部に接合されている第１部分、前記第２基部に接合されている第２部分、および、前記第１部分と前記第２部分との間に設けられていて前記第１部分および前記第２部分よりも熱伝導率が低い材料を含む断熱部を有することを特徴とする電子デバイス。
【請求項２】
前記胴部は、一端部が前記第１部分を構成している環状の第１部材と、一端部が前記第２部分を構成している環状の第２部材と、を有し、
前記断熱部は、前記第１部材の他端部と前記第２部材の他端部との間にある請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項３】
前記胴部は、一端部が前記第１部分を構成するとともに他端部が前記第２部分を構成する環状の本体部を有し、
前記本体部の壁部は、前記断熱部により埋められている貫通孔または凹部を有する請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項４】
前記貫通孔または前記凹部は、前記本体部の周方向に並んで複数配置されている請求項３に記載の電子デバイス。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電子デバイスを備え、
前記第１電子部品は、光を出射する光出射部を含み、
前記第２電子部品は、前記光により励起される金属原子が封入されているガスセルを含んでいることを特徴とする量子干渉装置。
【請求項６】
請求項５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７】
請求項６に記載の原子発振器を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項８】
請求項６に記載の原子発振器を備えることを特徴とする移動体。
【請求項９】
第１部分、第２部分、および、前記第１部分と前記第２部分との間に設けられ、前記第１部分および前記第２部分よりも熱伝導率が低い材料で構成されている断熱部を含む環状の胴部を形成する工程と、
前記胴部の前記第１部分に、第１電子部品が配置されている第１基部を、前記第１電子部品が前記胴部内に収まる状態で接合する工程と、
前記胴部の前記第２部分に、第２電子部品が配置されている第２基部を、前記第２電子部品が前記胴部内に収まる状態で接合する工程と、を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイス、量子干渉装置、原子発振器、電子機器、移動体および電子デバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
異なる温度で温度調節される２つの電子部品をパッケージ内に収納した電子デバイスが知られている。
例えば、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は、一般に、アルカリ金属を緩衝ガスとともに封入したガスセルと、ガスセル内のアルカリ金属を励起する励起光を出射する光出射部と、ガスセルを透過した励起光を検出する光検出部とを備える（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に係る原子発振器では、ランプセル（光出射部）、共鳴セル（ガスセル）、光検出器（光検出部）が単一材料で構成された筒状の磁気シールドケース（パッケージ）に収納されている。
ここで、ランプセルおよび共鳴セルは、安定した発振特性を発揮するために、互いに異なる温度で一定温度に維持する必要がある。
【０００４】
しかし、特許文献１に係る原子発振器では、磁気シールドケースが単一の材料（金属材料）で構成されているため、磁気シールドケースを介したランプセルと共鳴セルとの間の熱干渉が大きい。そのため、環境温度によっては、ランプセルおよび共鳴セルの温度をそれぞれ所望の温度に維持することができないという問題があった。このような問題は、原子発振器の小型化に伴って、光出射部とガスセルとの間の距離が小さくなるため顕著となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１−１６２３８７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、２つの電子部品間の熱干渉を抑制することができる電子デバイスおよびその製造方法を提供すること、また、小型化を図りつつ、光出射部とガスセルとの間の熱干渉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、さらに、かかる原子発振器を備える電子機器および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］
本適用例の電子デバイスは、第１電子部品が配置されている第１基部と、
第２電子部品が配置されている第２基部と、
前記第１基部および前記第２基部とともに前記第１電子部品および前記第２電子部品を収納している空間を形成している環状の胴部と、を備え、
前記胴部は、前記第１基部に接合されている第１部分、前記第２基部に接合されている第２部分、および、前記第１部分と前記第２部分との間に設けられていて前記第１部分および前記第２部分よりも熱伝導率が低い材料を含む断熱部を有することを特徴とする。
【０００８】
このような電子デバイスによれば、胴部の第１部分と第２部分との間に断熱部が設けられているので、胴部を介した第１基部と第２基部との間の熱伝導による第１電子部品と第２電子部品との間の熱干渉を抑制することができる。そのため、第１電子部品および第２電子部品を別々の温度で高精度に温度調節を行うことができる。
また、第１基部、第２基部および胴部で形成されている１つの空間内に第１電子部品および第２電子部品を収納することができる。そのため、電子デバイスの小型化を図ることができる。
【０００９】
［適用例２］
本適用例の電子デバイスでは、前記胴部は、一端部が前記第１部分を構成している環状の第１部材と、一端部が前記第２部分を構成している環状の第２部材と、を有し、
前記断熱部は、前記第１部材の他端部と前記第２部材の他端部との間にあることが好ましい。
これにより、断熱部を胴部の周方向での全域に亘って配置することができる。そのため、胴部を介した第１基部と第２基部との間の熱伝導を効果的に抑制することができる。
【００１０】
［適用例３］
本適用例の電子デバイスでは、前記胴部は、一端部が前記第１部分を構成するとともに他端部が前記第２部分を構成する環状の本体部を有し、
前記本体部の壁部は、前記断熱部により埋められている貫通孔または凹部を有することが好ましい。
これにより、第１部分および第２部分よりも熱伝導率が低い材料を本体部の貫通孔または凹部に充填するという簡単な方法で、断熱部を形成することができる。また、第１部分および第２部分が１つの部材（本体部）に設けられることとなるため、第１部分と第２部分との位置ずれを防止することができる。
［適用例４］
本適用例の電子デバイスでは、前記貫通孔または前記凹部は、前記本体部の周方向に並んで複数配置されていることが好ましい。
これにより、断熱部による断熱性を高めることができる。
【００１１】
［適用例５］
本適用例の量子干渉装置は、本適用例の電子デバイスを備え、
前記第１電子部品は、光を出射する光出射部を含み、
前記第２電子部品は、前記光により励起される金属原子が封入されているガスセルを含んでいることを特徴とする。
これにより、小型で信頼性に優れた量子干渉装置を提供することができる。
【００１２】
［適用例６］
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、小型で信頼性に優れた原子発振器を提供することができる。
［適用例７］
本適用例の電子機器は、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、信頼性に優れた電子機器を提供することができる。
［適用例８］
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、信頼性に優れた移動体を提供することができる。
【００１３】
［適用例９］
本適用例の電子デバイスの製造方法は、第１部分、第２部分、および、前記第１部分と前記第２部分との間に設けられ、前記第１部分および前記第２部分よりも熱伝導率が低い材料で構成されている断熱部を含む筒状または環状の胴部を形成する工程と、
前記胴部の前記第１部分に、第１電子部品が配置されている第１基部を、前記第１電子部品が前記胴部内に収まる状態で接合する工程と、
前記胴部の前記第２部分に、第２電子部品が配置されている第２基部を、前記第２電子部品が前記胴部内に収まる状態で接合する工程と、を有することを特徴とする。
【００１４】
このような電子デバイスの製造方法によれば、胴部の第１部分と第２部分との間に断熱部が設けられているので、胴部を介した第１基部と第２基部との間の熱伝導による第１電子部品と第２電子部品との間の熱干渉を抑制することができる。そのため、得られる電子デバイスでは、第１電子部品および第２電子部品を別々の温度で高精度に温度調節を行うことができる。
【００１５】
また、第１基部、第２基部および胴部で形成されている１つの空間内に第１電子部品および第２電子部品を収納することができる。そのため、得られる電子デバイスの小型化を図ることができる。
また、第１基部と第１部分との接合、および、第２基部と第２部分との接合の前に、第１部分および第２部分を有する部材と断熱部との接合を行うため、かかる熱による影響が第１電子部品および第２電子部品に及ぶのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る原子発振器を示す断面図である。
【図２】図１に示す原子発振器の概略構成を示す模式図である。
【図３】図１に示す原子発振器に備えられたガスセル内の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に示す原子発振器に備えられた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筒状部を示す斜視図である。
【図６】図５に示す筒状部の部分拡大断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る原子発振器を示す断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る原子発振器の筒状部を示す斜視図である。
【図９】図８に示す筒状部の部分拡大断面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る原子発振器の筒状部の部分拡大断面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る原子発振器の筒状部を示す斜視図である。
【図１２】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１３】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１４】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】
【００１７】
以下、本発明の電子デバイス、量子干渉装置、原子発振器、電子機器、移動体および電子デバイスの製造方法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。
【００１８】
＜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を示す断面図、図２は、図１に示す原子発振器の概略構成を示す模式図である。また、図３は、図１に示す原子発振器に備えられたガスセル内の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に示す原子発振器に備えられた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筒状部を示す斜視図、図６は、図５に示す筒状部の部分拡大断面図である。
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。
【００１９】
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、基部２１（第１基部）を有する第１ユニット２（光出射側ユニット）と、基部３１（第２基部）を有する第２ユニット３（光検出側ユニット）と、基部２１、３１とともに空間Ｓを形成する胴部４とを備える。また、図１では図示しないが、原子発振器１は、制御部５も備える。
【００２０】
ここで、第１ユニット２は、基部２１上に設けられたペルチェ素子２２と、ペルチェ素子２２上に設けられた光出射部２３、温度センサー２４およびスペーサー２５と、スペーサー２５上に設けられた光学素子２６と、光学素子２６上に設けられたホルダー２７と、ホルダー２７に保持されたレンズ２８とを有し、これらが第１電子部品（以下、単に「第１電子部品」ともいう）として空間Ｓ内に収納されている。
【００２１】
一方、第２ユニット３は、基部３１上に設けられた光検出部３２と、光検出部３２上に設けられたスペーサー３３と、スペーサー３３上に設けられたガスセル３４と、ガスセル３４上に設けられたヒーター３５とを有し、これらが第２電子部品（以下、単に「第２電子部品」ともいう）として空間Ｓ内に収納されている。また、図示しないが、第２ユニット３は、図２に示す温度センサー３６およびコイル３７を有し、これらも空間Ｓ内に収納されている。
【００２２】
特に、胴部４は、基部２１に接合されている第１部材４１と、基部３１に接合されている第２部材４２と、第１部材４１と第２部材４２とを接続する断熱性の断熱部４３とを有する。これにより、胴部４を介した基部２１と基部３１との間の熱伝導による第１電子部品と第２電子部品との間の熱干渉を抑制することができる。そのため、第１電子部品および第２電子部品を別々の温度で高精度に温度調節を行うことができる。
【００２３】
また、基部２１、基部３１および胴部４で形成されている１つの空間Ｓ内に第１電子部品および第２電子部品を収納することができる。そのため、原子発振器１の小型化を図ることができる。
このような胴部４を介して接続された第１ユニット２および第２ユニット３は、図２に示す制御部５により駆動制御される。
【００２４】
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３４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。
【００２５】
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を前述したようなガス状のアルカリ金属に照射すると、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。
【００２６】
光出射部２３は、ガスセル３４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２３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３２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信号を基準として用いることにより、発振器を構成することができる。
【００２７】
以下、原子発振器１の各部を順次詳細に説明する。
（第１ユニット）
前述したように、第１ユニット２は、基部２１（第１基部）と、ペルチェ素子２２と、光出射部２３と、温度センサー２４と、スペーサー２５と、光学素子２６と、ホルダー２７と、レンズ２８とを有する。
【００２８】
［第１基部］
基部２１（第１基部）は、ペルチェ素子２２、光出射部２３、温度センサー２４、スペーサー２５、光学素子２６、ホルダー２７およびレンズ２８を直接的または間接的に支持する。
本実施形態では、基部２１は、板状をなし、平面視で円形をなしている。なお、基部２１の平面視形状は、円形に限定されず、例えば、四角形をなしていてもよい。
【００２９】
基部２１は、金属材料で構成されていることが好ましい。これにより、胴部４の第１部材４１を金属材料で構成した場合、第１部材４１に対して基部２１を溶接により簡単に気密的に接合することができる。
基部２１を構成する金属材料としては、特に限定されないが、例えば、鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性体材料（特に軟磁性体材料）を用いることが好ましい。これにより、基部２１の磁気シールド性により空間Ｓの外部からの磁場に対する原子発振器１の影響を抑制し、原子発振器１の発振特性を高めることができる。
このような基部２１の一方（空間Ｓ側）の面（実装面）には、ペルチェ素子２２、光出射部２３、温度センサー２４、スペーサー２５、光学素子２６、ホルダー２７およびレンズ２８（実装部品）が設置（実装）されている。
【００３０】
また、基部２１には、その厚さ方向に貫通する貫通孔（図示せず）が形成されており、その貫通孔には、複数の端子２１３が挿通されている。なお、かかる貫通孔の壁面と各端子２１３との間には、例えばガラス材料（絶縁性材料）で構成された封止材（図示せず）が充填され、端子２１３間の短絡が防止されるとともに、貫通孔の壁面と各端子２１３との間が気密的に封止されている。
この複数の端子２１３は、例えばボンディングワイヤーのような配線を介してペルチェ素子２２、光出射部２３および温度センサー２４に電気的に接続されている。
【００３１】
［ペルチェ素子］
ペルチェ素子２２は、前述した基部２１上に配置されている。
このペルチェ素子２２は、光出射部２３を加熱または冷却し、光出射部２３の温度を調節する機能を有する。これにより、光出射部２３の温度変化に伴う特性変化を抑制または防止することができる。そのため、光出射部２３が所望の特性の励起光ＬＬを安定して出射することができ、原子発振器１の信頼性を向上させることができる。
【００３２】
また、ペルチェ素子２２に流れる電流の向きを制御することにより、ペルチェ素子２２の光出射部２３側の面を発熱面と吸熱面とで切り換えることができる。そのため、環境温度の範囲が広くても、光出射部２３を所望の温度（例えば、３０℃程度）に温調することができる。
また、ペルチェ素子２２は、光出射部２３の温度を検知する温度センサー２４の検知結果に基づいて、駆動制御される。
【００３３】
また、ペルチェ素子２２は、前述した基部２１を介して放熱することにより、ペルチェ素子２２全体の過昇温を防止することができる。そのため、ペルチェ素子２２の吸熱面の温度を低くすることができ、その結果、ペルチェ素子２２が光出射部２３の温度を効率的に調節することができる。
このようなペルチェ素子２２は、後述する制御部５（温度制御部５４）に電気的に接続されている。
なお、光出射部２３の温度を調節する温度調節素子として、ペルチェ素子２２に代えて、ヒーター（発熱抵抗体）を設けることもできる。
【００３４】
［光出射部］
光出射部２３は、前述したペルチェ素子２２上に配置されている。
この光出射部２３は、ガスセル３４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２３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。
共鳴光１の周波数ω１は、ガスセル３４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３４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。
【００３５】
この光出射部２３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。
また、このような光出射部２３は、前述したペルチェ素子２２により、後述するガスセル３４とは異なる温度、例えば、３０℃程度に温度調節される。
【００３６】
［温度センサー（光出射側温度センサー）］
温度センサー２４は、前述したペルチェ素子２２上に配置されている。
この温度センサー２４は、前述したペルチェ素子２２または光出射部２３の温度を検出するものである。そして、この温度センサー２４の検出結果に基づいて、前述したペルチェ素子２２の発熱量または吸熱量が制御される。これにより、光出射部２３を所望の温度に維持することができる。
【００３７】
なお、温度センサー２４の設置位置は、光出射部２３の温度を検知し得る位置であれば、前述した位置に限定されない。
温度センサー２４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。
このような温度センサー２４は、図示しない配線を介して、後述する制御部５の温度制御部５４に電気的に接続されている。
【００３８】
［スペーサー］
スペーサー２５は、前述したペルチェ素子２２上に配置されている。
このスペーサー２５は、光学素子２６を支持する機能を有する。
また、スペーサー２５は、光出射部２３および温度センサー２４と光学素子２６との接触を防止する機能を有する。
【００３９】
このようなスペーサー２５の構成材料としては、特に限定されないが、ガラス材料、樹脂材料、セラミックス材料等の非金属材料を用いることが好ましい。これにより、スペーサー２５の断熱性を高め、ペルチェ素子２２からの熱がスペーサー２５を介して基部２１側へ逃げるのを抑制することができる。
なお、スペーサー２５の形状は、図示のものに限定されず、例えば、環状または筒状であってもよい。
【００４０】
［光学素子］
光学素子２６は、前述したスペーサー２５上に配置されている。
この光学素子２６は、例えば、λ／４波長板を含む。これにより、例えば、光出射部２３からの励起光が直線偏光である場合、その励起光を円偏光（右円偏光または左円偏光）に変換することができる。
【００４１】
後述するようにコイル３７の磁場によりガスセル３４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。
【００４２】
これに対し、前述したようにコイル３７の磁場によりガスセル３４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。
【００４３】
また、光学素子２６は、減光フィルター（ＮＤフィルター）を含んでいてもよい。この場合、ガスセル３４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２３の出力が大きい場合でも、ガスセル３４に入射する励起光を所望の光量とすることができる。
また、光学素子２６は、偏光板を含んでいてもよい。この場合、λ／４波長板に対して光出射部２３側に波長板を配置する。これにより、偏光板により偏光や光量の調整された励起光を、λ／４波長板により直線偏光から円偏光に変換することができる。
【００４４】
［ホルダー］
ホルダー２７は、光学素子２６上に配置されている。
このホルダー２７は、レンズ２８を保持する機能を有する。
このようなホルダー２７の構成材料としては、特に限定されず、例えば、金属材料、ガラス材料、樹脂材料、セラミックス材料等を用いることが好ましい。
【００４５】
［レンズ］
レンズ２８は、ホルダー２７に保持されている。
このレンズ２８は、励起光ＬＬを平行光とする機能を有する。これにより、励起光ＬＬがガスセル３４の内壁で反射するのを簡単かつ確実に防止することができる。そのため、ガスセル３４内での励起光の共鳴を好適に生じさせ、その結果、原子発振器１の発振特性を高めることができる。
【００４６】
（第２ユニット）
前述したように、第２ユニット３は、基部３１（第２基部）と、光検出部３２と、スペーサー３３と、ガスセル３４と、ヒーター３５とを有する。また、図示しないが、第２ユニット３は、図２に示す温度センサー３６をも有する。
【００４７】
［第２基部］
基部３１（第２基部）は、光検出部３２、スペーサー３３、ガスセル３４およびヒーター３５を直接的または間接的に支持する。
本実施形態では、基部３１は、板状をなし、平面視で円形をなしている。なお、基部３１の平面視形状は、円形に限定されず、例えば、四角形をなしていてもよい。
【００４８】
基部３１は、金属材料で構成されていることが好ましい。これにより、胴部４の第２部材４２が金属材料で構成されている場合、第２部材４２に対して基部３１を溶接により簡単に気密的に接合することができる。
基部３１を構成する金属材料としては、特に限定されないが、例えば、鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性体材料（特に軟磁性体材料）を用いることが好ましい。これにより、基部３１の磁気シールド性により空間Ｓの外部からの磁場に対する原子発振器１の影響を抑制し、原子発振器１の発振特性を高めることができる。
このような基部３１の一方（空間Ｓ側）の面（実装面）には、光検出部３２、スペーサー３３、ガスセル３４およびヒーター３５（実装部品）が設置（実装）されている。
【００４９】
また、基部３１には、その厚さ方向に貫通する貫通孔（図示せず）が形成されており、その貫通孔には、複数の端子３１３が挿通されている。なお、かかる貫通孔の壁面と各端子３１３との間には、例えばガラス材料（絶縁性材料）で構成された封止材（図示せず）が充填され、端子３１３間の短絡が防止されるとともに、貫通孔の壁面と各端子３１３との間が気密的に封止されている。
この複数の端子３１３は、例えばボンディングワイヤーのような配線を介して光検出部３２、ヒーター３５、温度センサー３６およびコイル３７に電気的に接続されている。
【００５０】
［光検出部］
光検出部３２は、前述した基部３１上に配置されている。
この光検出部３２は、ガスセル３４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。
この光検出部３２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。
【００５１】
［スペーサー］
スペーサー３３は、前述した光検出部３２上に配置されている。
このスペーサー３３は、ガスセル３４を支持する機能を有する。
また、スペーサー３３は、光検出部３２とガスセル３４との接触を防止する機能を有する。
【００５２】
このようなスペーサー３３の構成材料としては、特に限定されないが、ガラス材料、樹脂材料、セラミックス材料等の非金属材料を用いることが好ましい。これにより、スペーサー３３の断熱性を高め、ガスセル３４またはヒーター３５からの熱がスペーサー３３を介して基部３１側へ逃げるのを抑制することができる。
なお、スペーサー３３の形状は、図示のものに限定されず、例えば、環状または筒状であってもよい。
【００５３】
［ガスセル］
ガスセル３４は、スペーサー３３上に配置されている。
このガスセル３４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。
ガスセル３４は、柱状の貫通孔を有する本体部３４１と、その貫通孔の両開口を封鎖する１対の窓部３４２、３４３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が形成される。
【００５４】
ここで、ガスセル３４の各窓部３４２、３４３は、前述した光出射部２３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３４３は、ガスセル３４内へ入射する励起光が透過するものであり、他方の窓部３４２は、ガスセル３４内から出射した励起光が透過するものである。
したがって、ガスセル３４の窓部３４２、３４３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３４の本体部３４１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３４２、３４３と同様にガラス材料、水晶等であってもよい。
【００５５】
そして、各窓部３４２、３４３は、本体部３４１に対して気密的に接合されている。これにより、ガスセル３４の内部空間を気密空間とすることができる。
ガスセル３４の本体部３４１と窓部３４２、３４３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、このようなガスセル３４は、ヒーター３５により、前述した光出射部２３とは異なる温度、例えば、７０℃程度に温度調節される。
【００５６】
［ヒーター］
ヒーター３５は、前述したガスセル３４（より具体的にはガスセル３４中のアルカリ金属）を加熱する機能を有する。これにより、ガスセル３４中のアルカリ金属をガス状に維持することができる。
このヒーター３５は、ガスセル３４の一方の窓部３４２上に設けられた発熱抵抗体３５１と、他方の窓部３４３上に設けられた発熱抵抗体３５２とを有する。
これらの発熱抵抗体３５１、３５２は、それぞれ、通電により発熱する。
【００５７】
また、発熱抵抗体３５１、３５２は、励起光に対する透過性を有する材料、具体的には、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ３Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｓｂ含有ＳｎＯ２、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物等の透明電極材料で構成される。
このような発熱抵抗体３５１、３５２は、それぞれ、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤのような化学蒸着法（ＣＶＤ）、真空蒸着等の乾式メッキ法、ゾル・ゲル法等を用いて形成される。
【００５８】
なお、ヒーター３５は、ガスセル３４を加熱することができるものであれば、特に限定されず、ガスセル３４に対して非接触であってもよい。また、ヒーター３５に代えて、または、ヒーター３５と併用して、ペルチェ素子を用いて、ガスセル３４を加熱してもよい。
このようなヒーター３５は、後述する制御部５の温度制御部５２に電気的に接続され、通電される。
【００５９】
［温度センサー（光検出側温度センサー）］
温度センサー３６は、ヒーター３５またはガスセル３４の温度を検出するものである。そして、この温度センサー３６の検出結果に基づいて、前述したヒーター３５の発熱量が制御される。これにより、ガスセル３４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。
【００６０】
なお、温度センサー３６の設置位置は、図示しないが、特に限定されず、例えば、ヒーター３５上であってもよいし、ガスセル３４の外表面上であってもよい。
温度センサー３６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。
このような温度センサー３６は、図示しない配線を介して、後述する制御部５の温度制御部５２に電気的に接続されている。
【００６１】
［コイル］
コイル３７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３４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３７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。
【００６２】
このコイル３７の設置位置は、特に限定されず、図示しないが、例えば、ソレノイド型を構成するようにガスセル３４の外周に沿って巻回して設けられていてもよいし、ヘルムホルツ型を構成するように１対のコイルをガスセル３４を介して対向させてもよい。また、コイル３７は、第１ユニット２、第２ユニット３および胴部４のうちの少なくとも１つに支持されていればよい。
このコイル３７は、図示しない配線を介して、後述する制御部５の磁場制御部５３に電気的に接続されている。これにより、コイル３７に通電を行うことができる。
このようなコイル３７の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、銀、銅、パラジウム、白金、金、または、これらの合金等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６３】
（胴部）
胴部４は、筒状または環状をなし、その軸線方向での一端（下端）側の開口部が前述した第１ユニット２の基部２１により封鎖され、他端（上端）側の開口部が前述した第２ユニット３の基部３１により封鎖されている。これにより、基部２１、３１および胴部４により空間Ｓが形成されている。
【００６４】
ここで、胴部４は、基部２１に配置されている第１電子部品、および、基部３１に配置されている第２電子部品を囲むように配置されている。これにより、第１電子部品および第２電子部品が空間Ｓ内に収納される。
この胴部４は、前述したように、第１部材４１と、第２部材４２と、断熱部４３とを有する（図５参照）。
【００６５】
第１部材４１は、筒状または環状をなし、その軸線方向での一端部（下端部）が基部２１に接合されている。同様に、第２部材４２は、筒状または環状をなし、その軸線方向での一端部（上端部）が基部３１に接合されている。
ここで、第１部材４１の一端部（下端部）は、基部２１に接合されている第１部分（第１接合部）を構成し、第２部材４２の一端部（上端部）は、基部３１に接合されている第２部分（第２接合部）を構成する。
【００６６】
また、本実施形態では、第１部材４１の軸線方向での長さＬ１（高さ）は、基部２１に配置された第１電子部品が第１部材４１の内側に含まれるように設定されている。同様に、第２部材４２の軸線方向での長さＬ２（高さ）は、基部３１に配置された第２電子部品が第２部材４２の内側に含まれるように設定されている。これにより、第１部材４１および第２部材４２が磁気シールド性を有する場合、空間Ｓの外部からの磁場が第１電子部品および第２電子部品に与える影響を小さくすることができる。また、第１部材４１および第２部材４２の軸線方向での長さが比較的長くなることから、基部２１に対する第１部材４１の接合部位、および、基部３１に対する第２部材４２の接合部位を十分に確保することができる。
【００６７】
また、後述するように空間Ｓ内を気密空間とすることができるという観点から、基部２１と第１部材４１との接合、および、基部３１と第２部材４２との接合は、それぞれ、気密的な接合であることが好ましい。
かかる接合の方法としては、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、特にシーム溶接を用いることが好ましい。基部２１と第１部材４１とが溶接により接合されているとともに、基部３１と第２部材４２とが溶接により接合されていることにより、比較的簡単に、基部２１と第１部材４１とを気密的に接合するとともに、基部３１と第２部材４２とを気密的に接合することができる。特に、シーム溶接を用いることにより、第１電子部品および第２電子部品に対する熱の影響を小さくしつつ、気密的な接合を行うことができる。
なお、基部２１と第１部材４１との間、および、基部３１と第２部材４２との間には、それぞれ、接合のための接合部材または接合材が介在していてもよい。
【００６８】
第１部材４１および第２部材４２のそれぞれは、金属材料で構成されていることが好ましい。これにより、前述した基部２１が金属材料で構成されている場合、第１部材４１に対して基部２１を溶接により簡単に気密的に接合することができる。また、前述した基部３１が金属材料で構成されている場合、第２部材４２に対して基部３１を溶接により簡単に気密的に接合することができる。
【００６９】
第１部材４１および第２部材４２のそれぞれを構成する金属材料としては、特に限定されないが、例えば、鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性体材料（特に軟磁性体材料）を用いることが好ましい。これにより、第１部材４１および第２部材４２の磁気シールド性により空間Ｓの外部からの磁場に対する原子発振器１の影響を抑制し、原子発振器１の発振特性を高めることができる。
【００７０】
断熱部４３は、筒状または環状をなし、第１部材４１の他端部（上端部）と第２部材４２の他端部（下端部）と接続している。これにより、筒状または環状をなす胴部４が形成される。また、断熱部４３が筒状または環状をなしていることにより、光出射部２３からの光が断熱部４３により遮られたり減衰したりするのを防止することができる。そのため、光出射部２３からの光の利用効率を高くすることができ、その結果、原子発振器１の省電力化を図ることができる。また、第１ユニット２と第２ユニット３との間の距離を小さくすることができ、その結果、原子発振器１の小型化を図ることができる。
【００７１】
また、本実施形態では、断熱部４３の軸線方向での長さＬ３（第１部材４１と第２部材４２との間に位置する部分の高さ）は、第１部材４１の軸線方向での長さＬ１、および、第２部材４２の軸線方向での長さＬ２のそれぞれよりも短い。これにより、第１部材４１および第２部材４２と断熱部４３との間の熱膨張差によるこれらの間の接合部の損傷を抑制することができる。また、第１部材４１および第２部材４２の軸線方向での長さが比較的長くても、胴部４全体の軸線方向での長さを小さくすることができる。
【００７２】
断熱部４３は、第１部材４１および第２部材４２よりも熱伝導率が低い材料で構成され、断熱性を有する。これにより、第１部材４１と第２部材４２との間の熱の伝達を抑制することができる。したがって、胴部４を介した基部２１と基部３１との間の熱伝導による第１電子部品と第２電子部品との間の熱干渉を抑制することができる。そのため、第１電子部品および第２電子部品を別々の温度で高精度に温度調節を行うことができる。
特に、本実施形態では、筒状または環状の断熱部４３が筒状または環状の第１部材４１の上端部（他端部）と筒状または環状の第２部材４２の下端部（他端部）とを接続しているため、断熱部４３を胴部４の周方向での全域に亘って配置することができる。そのため、胴部４を介した基部２１と基部３１との間の熱伝導を効果的に抑制することができる。
【００７３】
また、断熱部４３が筒状または環状をなしていることから、基部２１、基部３１および胴部４で形成されている１つの空間Ｓ内に第１電子部品および第２電子部品を収納することができる。そのため、原子発振器１の小型化を図ることができる。
また、本実施形態では、図６に示すように、断熱部４３の横断面は、Ｈ字状をなしている。より具体的に説明すると、断熱部４３の下端面には、第１部材４１の上端部が挿入される溝４３１が形成されている。同様に、断熱部４３の上端面には、第２部材４２の下端部が挿入される溝４３２が形成されている。
この溝４３１、４３２は、第１部材４１と第２部材４２との位置関係を規制する機能を有する。これにより、第１部材４１と第２部材４２との位置ずれを防止することができる。
【００７４】
なお、溝４３１の１対の側壁面のうち外側（空間Ｓと反対側）の側壁面と第１部材４１の外周面とにより、第１部材４１と第２部材４２との位置関係を規制し得る場合、溝４３１の内側の壁部４３３を省略することができる。一方、溝４３１の１対の側壁面のうち内側（空間Ｓ側）の側壁面と第１部材４１の内周面とにより、第１部材４１と第２部材４２との位置関係を規制し得る場合、溝４３１の外側の壁部４３４を省略することができる。同様に、溝４３２の両側の壁部４３５、４３６のうちのいずれか一方を省略することができる。
【００７５】
また、後述するように空間Ｓ内を気密空間とすることができるという観点から、断熱部４３と第１部材４１との接合、および、断熱部４３と第２部材４２との接合は、それぞれ、気密的な接合であることが好ましい。
かかる接合の方法としては、特に限定されないが、例えば、ろう接、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。
【００７６】
なお、断熱部４３と第１部材４１との間、および、断熱部４３と第２部材４２との間には、それぞれ、接合のための接合部材または接合材が介在していてもよい。
断熱部４３の構成材料としては、第１部材４１および第２部材４２よりも熱伝導率が低い材料であればよく、例えば、樹脂材料、セラミックス材料、ガラス材料等の非金属材料を用いることができるが、ガラス材料を用いることが好ましく、特に、可動イオンを含むガラス、低融点ガラスを用いることが好ましい。
【００７７】
前述したように、基部２１と第１部材４１との接合、および、基部３１と第２部材４２との接合は、それぞれ、電子部品（第１電子部品、第２電子部品）に対する熱の影響を小さく抑え、かつ、気密的に接合することが好ましい。そのため、第１部材４１、第２部材４２、基部２１および基部３１は、それぞれ、金属材料で構成される。したがって、断熱部４３をガラス材料で構成すると、第１部材４１および第２部材４２と断熱部４３とを比較的簡単に気密的に接合することができる。なお、断熱部４３をガラス材料で構成した場合、断熱部４３が磁気シールド性を有しないが、断熱部４３の内側または外側に磁気シールド性を有する部材を別途配置すれば、空間Ｓの外部からの磁場が第１電子部品および第２電子部品に影響するのを抑制することができる。
このような基部２１、基部３１および胴部４で形成されている空間Ｓは、大気圧よりも低い圧力状態であることが好ましい。これにより、胴部４内の空間Ｓを介した第１電子部品と第２電子部品との間の熱の伝導を抑制することができる。
【００７８】
［制御部］
図２に示す制御部５は、ヒーター３５、コイル３７および光出射部２３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２３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３４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３４に印加する磁場を制御する磁場制御部５３とを有する。
【００７９】
励起光制御部５１は、前述した光検出部３２の検出結果に基づいて、光出射部２３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３２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２３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２３から出射される共鳴光１、２の中心周波数を制御する。
【００８０】
また、温度制御部５２は、温度センサー３６の検出結果に基づいて、ヒーター３５への通電を制御する。これにより、ガスセル３４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３７が発生する磁場が一定となるように、コイル３７への通電を制御する。
【００８１】
また、温度制御部５４は、温度センサー２４の検出結果に基づいて、ペルチェ素子２２への通電を制御する。これにより、光出射部２３を所望の温度範囲内に維持することができる。
このような制御部５は、例えば、空間Ｓの外部に配置された基板上に実装されたＩＣチップに設けられている。
【００８２】
以上説明したように構成された原子発振器１の製造方法は、［Ａ］胴部４を形成する工程と、［Ｂ］胴部４と基部２１とを接合する工程と、［Ｃ］胴部４と基部３１と接合する工程とを有する。
工程［Ａ］では、第１部材４１、第２部材４２および断熱部４３を用意し、第１部材４１と断熱部４３を接合するとともに、第２部材４２と断熱部４３とを接合する。これにより、胴部４が得られる。
【００８３】
工程［Ｂ］では、工程［Ａ］で得られた胴部４の第１部材４１の断熱部４３とは反対側の端部に、第１電子部品が配置されている基部２１を、第１電子部品が胴部４内に収まる状態で接合する。
工程［Ｃ］では、工程［Ａ］で得られた胴部４の第２部材４２の断熱部４３とは反対側の端部に、第２電子部品が配置されている基部３１を、第２電子部品が胴部４内に収まる状態で接合する。
【００８４】
このような工程［Ａ］〜［Ｃ］を行うことにより、前述したような作用・効果を有する原子発振器１が得られる。
特に、基部２１と第１部材４１との接合、および、基部３１と第２部材４２との接合の前に、第１部材４１および第２部材４２と断熱部４３との接合を行うため、かかる熱による影響が第１電子部品および第２電子部品に及ぶのを防止することができる。
なお、工程［Ｂ］と工程［Ｃ］との順序を入れ換えてもよい。この場合、基部２１を「第２基部」、基部３１を「第１基部」として捉えればよい。
【００８５】
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、胴部４の第１部材４１と第２部材４２との間に断熱部４３が設けられているので、胴部４を介した基部２１と基部３１との間の熱伝導による第１電子部品と第２電子部品との間の熱干渉を抑制することができる。そのため、第１電子部品および第２電子部品を別々の温度で高精度に温度調節を行うことができる。
また、基部２１、基部３１および胴部４で形成されている１つの空間Ｓ内に第１電子部品および第２電子部品を収納することができる。そのため、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は、小型で信頼性に優れる。
【００８６】
＜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７は、本発明の第２実施形態に係る原子発振器を示す断面図である。
本実施形態に係る原子発振器は、胴部の第１部材、第２部材および断熱部の軸線方向での長さが異なる以外は、前述した第１実施形態に係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、前述した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７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。
【００８７】
図７に示す原子発振器１Ａは、前述した第１実施形態の原子発振器１において、胴部４に代えて、胴部４Ａを備える。
胴部４Ａは、第１部材４１Ａと、第２部材４２Ａと、断熱部４３Ａとを有する。
本実施形態では、断熱部４３Ａの軸線方向での長さＬ３（第１部材４１Ａと第２部材４２Ａとの間に位置する部分の高さ）は、第１部材４１Ａの軸線方向での長さＬ１（高さ）、および、第２部材４２Ａの軸線方向での長さＬ２（高さ）よりも長い。これにより、胴部４Ａ全体の軸線方向での長さを小さく抑えつつ、断熱部４３Ａの断熱性を優れたものとすることができる。
以上説明したような第２実施形態に係る原子発振器１Ａによっても、小型化を図りつつ、２つの電子部品間の熱干渉を抑制することができる。
【００８８】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図８は、本発明の第３実施形態に係る原子発振器の筒状部を示す斜視図、図９は、図８に示す筒状部の部分拡大断面図である。
本実施形態に係る原子発振器は、胴部の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態に係る原子発振器と同様である。
なお、以下の説明では、第３実施形態の原子発振器に関し、前述した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。
【００８９】
本実施形態の原子発振器は、前述した第１実施形態の原子発振器１において、胴部４に代えて、図８に示す胴部４Ｂを備える。
胴部４Ｂは、筒状または環状をなす本体部４１Ｂを有する。図示しないが、この本体部４１Ｂの一端部（第１部分）は、前述した第１実施形態の基部２１に接合され、本体部４１Ｂの他端部（第２部分）は、基部３１に接合されている。
【００９０】
また、本体部４１Ｂの壁部には、図９に示すように、貫通孔４１１が形成されている。この貫通孔４１１は、本体部４１Ｂの軸線方向での中央部で周方向に間隔を隔てて複数設けられている。
このような各貫通孔４１１は、断熱部４３Ｂにより埋められている。これにより、本体部４１Ｂよりも熱伝導率が低い材料を本体部４１Ｂの貫通孔４１１内に充填するという簡単な方法で、断熱部４３Ｂを形成することができる。また、基部２１、３１との接合部が１つの部材（本体部４１Ｂ）に設けられることとなるため、これらの接合部の位置ずれを防止することができる。
また、貫通孔４１１が本体部４１Ｂの周方向に並んで複数配置されていることにより、複数の断熱部４３Ｂによる断熱性を高めることができる。
以上説明したような第３実施形態に係る原子発振器によっても、小型化を図りつつ、２つの電子部品間の熱干渉を抑制することができる。
【００９１】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
図１０は、本発明の第４実施形態に係る原子発振器の筒状部の部分拡大断面図である。
本実施形態に係る原子発振器は、胴部の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態に係る原子発振器と同様である。
なお、以下の説明では、第４実施形態の原子発振器に関し、前述した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。
【００９２】
本実施形態の原子発振器は、前述した第１実施形態の原子発振器１において、胴部４に代えて、胴部４Ｃを備える。
胴部４Ｃは、筒状または環状をなす本体部４１Ｃを有する。図示しないが、この本体部４１Ｃの一端部（第１部分）は、前述した第１実施形態の基部２１に接合され、本体部４１Ｃの他端部（第２部分）は、基部３１に接合されている。
また、本体部４１Ｃの壁部（外側の壁面）には、図１０に示すように、凹部４１２が形成されている。この凹部４１２は、本体部４１Ｃの軸線方向での中央部に設けられている。
【００９３】
このような凹部４１２は、断熱部４３Ｃにより埋められている。これにより、本体部４１Ｃよりも熱伝導率が低い材料を本体部４１Ｃの凹部４１２内に充填するという簡単な方法で、断熱部４３Ｃを形成することができる。また、基部２１、３１との接合部が１つの部材（本体部４１Ｃ）に設けられることとなるため、これらの接合部の位置ずれを防止することができる。
【００９４】
また、凹部４１２は、本体部４１Ｃの周方向での全域に亘って配置されている。すなわち、凹部４１２は、本体部４１Ｃの周方向に沿って連続的に延びる溝である。これにより、断熱部４３Ｃによる断熱性を高めることができる。
なお、凹部４１２が本体部４１Ｃの周方向に間隔を隔てて複数並んで配置されていてもよい。
以上説明したような第４実施形態に係る原子発振器によっても、小型化を図りつつ、２つの電子部品間の熱干渉を抑制することができる。
【００９５】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態について説明する。
図１１は、本発明の第５実施形態に係る原子発振器の筒状部を示す斜視図である。
本実施形態に係る原子発振器は、胴部の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態に係る原子発振器と同様である。また、本実施形態に係る原子発振器は、胴部が有する本体部に形成された貫通孔および断熱部の形状および配置が異なる以外は、前述した第３実施形態に係る原子発振器と同様である。
なお、以下の説明では、第５実施形態の原子発振器に関し、前述した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。
【００９６】
本実施形態の原子発振器は、前述した第１実施形態の原子発振器１において、胴部４に代えて、図１１に示す胴部４Ｄを備える。
胴部４Ｄは、筒状または環状をなす本体部４１Ｄを有する。図示しないが、この本体部４１Ｄの一端部（第１部分）は、前述した第１実施形態の基部２１に接合され、本体部４１Ｄの他端部（第２部分）は、基部３１に接合されている。
【００９７】
また、本体部４１Ｄの壁部には、複数の貫通孔４１１Ｄが形成されている。この貫通孔４１１Ｄは、互いに間隔を隔てて本体部４１Ｄの周方向および軸線方向にそれぞれ複数並んでいる。図示の例では、本体部４１Ｄの周方向に並ぶ複数の貫通孔４１１Ｄからなる列が本体部４１Ｄの軸線方向に２つ並んでいる。また、各貫通孔４１１Ｄは、本体部４１Ｄの周方向に沿って延びており、一方の列の互いに隣り合う２つの貫通孔４１１Ｄ間の部分が他方の列の互いに隣り合う２つの貫通孔４１１Ｄ間の部分に対して周方向にずれて配置されている。これにより、本体部４１Ｄの一端部から他端部への熱の伝達経路を長くすることができる。
このような各貫通孔４１１Ｄは、断熱部４３Ｄにより埋められている。
以上説明したような第５実施形態に係る原子発振器によっても、小型化を図りつつ、２つの電子部品間の熱干渉を抑制することができる。
【００９８】
２．電子機器
以上説明したような原子発振器は、各種電子機器に組み込むことができる。
以下、本発明の電子機器について説明する。
図１２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。
【００９９】
図１２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。
【０１００】
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。
【０１０１】
図１３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１３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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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１４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。
【０１０７】
図１４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、発振器１０（原子発振器１）が内蔵されている。そして、発振器１０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。
【０１０８】
なお、本発明の原子発振器を組み込む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。
【０１０９】
以上、本発明の電子デバイス、量子干渉装置、原子発振器、電子機器、移動体および電子デバイスの製造方法について、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い。
また、本発明は、各部の構成は、前述した実施形態と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。
【０１１０】
また、前述した実施形態では、本発明の電子デバイスを量子干渉装置に適用した場合を例に説明したが、本発明の電子デバイスは、これに限定されず、互いに異なる温度で温度調節される２つの電子部品（第１電子部品および第２電子部品）を１つのパッケージ内に収納した各電子デバイスに適用可能である。すなわち、第１電子部品および第２電子部品としては、温度特性や動作温度が互いに異なるものであれば、各種電子部品を用いることができる。
【符号の説明】
【０１１１】
１‥‥原子発振器  １Ａ‥‥原子発振器  ２‥‥第１ユニット  ３‥‥第２ユニット  ４‥‥胴部  ４Ａ‥‥胴部  ４Ｂ‥‥胴部  ４Ｃ‥‥胴部  ４Ｄ‥‥胴部  ５‥‥制御部  １０‥‥発振器  ２１‥‥基部（第１基部）  ２２‥‥ペルチェ素子  ２３‥‥光出射部  ２４‥‥温度センサー  ２５‥‥スペーサー  ２６‥‥光学素子  ２７‥‥ホルダー  ２８‥‥レンズ  ３１‥‥基部（第２基部）  ３２‥‥光検出部  ３３‥‥スペーサー  ３４‥‥ガスセル  ３５‥‥ヒーター  ３６‥‥温度センサー  ３７‥‥コイル  ４１‥‥第１部材  ４１Ａ‥‥第１部材  ４１Ｂ‥‥本体部  ４１Ｃ‥‥本体部  ４１Ｄ‥‥本体部  ４２‥‥第２部材  ４２Ａ‥‥第２部材  ４３‥‥断熱部  ４３Ａ‥‥断熱部  ４３Ｂ‥‥断熱部  ４３Ｃ‥‥断熱部  ４３Ｄ‥‥断熱部  ５１‥‥励起光制御部  ５２‥‥温度制御部  ５３‥‥磁場制御部  ５４‥‥温度制御部  １００‥‥測位システム  ２００‥‥衛星  ２１３‥‥端子  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  ３１３‥‥端子  ３４１‥‥本体部  ３４２‥‥窓部  ３４３‥‥窓部  ３５１‥‥発熱抵抗体  ３５２‥‥発熱抵抗体  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‥‥貫通孔  ４１１Ｄ‥‥貫通孔  ４１２‥‥凹部  ４３１‥‥溝  ４３２‥‥溝  ４３３‥‥壁部  ４３４‥‥壁部  ４３５‥‥壁部  ４３６‥‥壁部  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‥‥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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【図１４】
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