(57)【要約】【課題】良好な周波数特性を発揮させ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、かかる量子干渉装置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】アルカリ金属が封入されている原子セル、前記アルカリ金属を励起する光を出射する光源、および、前記原子セルおよび前記光源を加熱するヒーターを含む原子セルモジュールと、前記原子セルモジュールを収納しているパッケージと、前記光源が設定温度となるように前記ヒーターの駆動を制御する制御部と、を備え、前記原子セルモジュールと前記パッケージとの間の熱抵抗をＲ［℃／Ｗ］とし、前記設定温度をＴｖ［℃］とし、前記設定温度よりも低い値に設定される使用環境温度の上限値をＴｏｕｔ［℃］とし、前記光源の発熱量をＱｖ［Ｗ］としたとき、Ｒ≦（Ｔｖ−Ｔｏｕｔ）／Ｑｖなる関係を満足することを特徴とする量子干渉装置。【選択図】図３
2018006703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ金属が封入されている原子セル、前記アルカリ金属を励起する光を出射する光源、および、前記原子セルおよび前記光源を加熱するヒーターを含む原子セルモジュールと、
前記原子セルモジュールを収納しているパッケージと、
前記光源が設定温度となるように前記ヒーターの駆動を制御する制御部と、を備え、
前記原子セルモジュールと前記パッケージとの間の熱抵抗をＲ［℃／Ｗ］とし、前記設定温度をＴｖ［℃］とし、前記設定温度よりも低い値に設定される使用環境温度の上限値をＴｏｕｔ［℃］とし、前記光源の発熱量をＱｖ［Ｗ］としたとき、
Ｒ≦（Ｔｖ−Ｔｏｕｔ）／Ｑｖ
なる関係を満足することを特徴とする量子干渉装置。
【請求項２】
前記原子セルモジュールは、
前記原子セルと前記パッケージとの間に配置されている支持部材と、
前記光源と前記パッケージとを電気的に接続している配線を含む可撓性の配線基板と、を有し、
前記支持部材の熱抵抗は、前記配線基板の熱抵抗よりも小さい請求項１に記載の量子干渉装置。
【請求項３】
前記原子セルモジュールと前記パッケージとの間の固体熱伝導による熱抵抗をＲ１［℃／Ｗ］とし、前記原子セルモジュールと前記パッケージとの間の輻射による熱抵抗をＲ２［℃／Ｗ］としたとき、
Ｒ１／Ｒ２は、０．５以上２．０以下である請求項１または２に記載の量子干渉装置。
【請求項４】
前記Ｒ１が前記Ｒ２よりも小さい請求項３に記載の量子干渉装置。
【請求項５】
前記Ｒ１が前記Ｒ２よりも大きい請求項３に記載の量子干渉装置。
【請求項６】
前記原子セルモジュールは、
前記光源と前記パッケージとを電気的に接続している第１配線を含む可撓性の第１配線基板と、
前記光を検出する光検出部と、
前記光検出部と前記パッケージとを電気的に接続している第２配線を含む可撓性の第２配線基板と、を有し、
前記第１配線の熱抵抗が前記第２配線の熱抵抗よりも小さい請求項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Ｒが３０００［℃／Ｗ］以上である請求項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】
前記パッケージ内の圧力が１Ｐａ以下である請求項１ないし７のいずれか１項に記載の量子干渉装置。
【請求項９】
アルカリ金属が封入されている原子セル、前記アルカリ金属を励起する光を出射する光源、および、前記原子セルおよび前記光源を加熱するヒーターを含む原子セルモジュールと、
前記原子セルモジュールを収納しているパッケージと、
前記光源が設定温度となるように前記ヒーターの駆動を制御する制御部と、を備え、
前記原子セルモジュールと前記パッケージとの間の熱抵抗をＲ［℃／Ｗ］とし、前記設定温度をＴｖ［℃］とし、前記設定温度よりも低い値に設定される使用環境温度の上限値をＴｏｕｔ［℃］とし、前記光源の発熱量をＱｖ［Ｗ］としたとき、
Ｒ≦（Ｔｖ−Ｔｏｕｔ）／Ｑｖ
なる関係を満足することを特徴とする原子発振器。
【請求項１０】
請求項１ないし８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電子機器。
【請求項１１】
請求項１ないし８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、電子機器および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
長期的に高精度な発振特性を有する発振器として、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。このうち、特に、ＣＰＴを利用した方式の原子発振器は、小型化および低消費電力化が容易であることから、近年、様々な機器への搭載が期待されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に係る原子発振器は、光源や原子セル、ヒーター等を含んで量子干渉効果を生じさせるユニット部と、ユニット部を収納するパッケージと、パッケージ内でユニット部をパッケージに対して支持する支持部材と、を備える。この原子発振器では、支持部材を介したユニット部からパッケージへの熱の伝達を抑制することで、省電力化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１５７９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来、特許文献１に係る原子発振器のように可能な限り断熱性を高めたパッケージ構造を単に採用すると、外部環境温度が高くなったときに、周波数安定度が低下するという問題があった。ＣＰＴを利用した方式の原子発振器では、一般に、光源としてＶｃｓｅｌ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）が用いられるが、かかる問題が生じるのは、光源自体の発熱により光源の温度が上昇してしまい、それに伴って、光源の波長が変動するからである。
【０００６】
本発明の目的は、良好な周波数特性を発揮させ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、かかる量子干渉装置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】
上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の量子干渉装置は、アルカリ金属が封入されている原子セル、前記アルカリ金属を励起する光を出射する光源、および、前記原子セルおよび前記光源を加熱するヒーターを含む原子セルモジュールと、
前記原子セルモジュールを収納しているパッケージと、
前記光源が設定温度となるように前記ヒーターの駆動を制御する制御部と、を備え、
前記原子セルモジュールと前記パッケージとの間の熱抵抗をＲ［℃／Ｗ］とし、前記設定温度をＴｖ［℃］とし、前記設定温度よりも低い値に設定される使用環境温度の上限値をＴｏｕｔ［℃］とし、前記光源の発熱量をＱｖ［Ｗ］としたとき、
Ｒ≦（Ｔｖ−Ｔｏｕｔ）／Ｑｖ
なる関係を満足す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、使用環境温度（パッケージの外部の温度）が光源の設定温度近くの高温となっても、光源の発熱による熱をパッケージへ逃して、光源の温度上昇に伴う波長変動を低減し、その結果、良好な周波数特性を発揮させることができる。
【０００９】
本発明の量子干渉装置では、前記原子セルモジュールは、
前記原子セルと前記パッケージとの間に配置されている支持部材と、
前記光源と前記パッケージとを電気的に接続している配線を含む可撓性の配線基板と、を有し、
前記支持部材の熱抵抗は、前記配線基板の熱抵抗よりも小さいことが好ましい。
【００１０】
支持部材は配線基板に比べて光源に対して対称的に配置しやすい。そのため、支持部材の熱抵抗を配線基板の熱抵抗よりも小さくすることで、支持部材の熱抵抗が配線基板の熱抵抗よりも大きい場合に比べて、光源の発熱による熱をパッケージへ均一に逃すことができる。その結果、量子干渉装置の特性劣化を的確に低減することができる。
【００１１】
本発明の量子干渉装置では、前記原子セルモジュールと前記パッケージとの間の固体熱伝導による熱抵抗をＲ１［℃／Ｗ］とし、前記原子セルモジュールと前記パッケージとの間の輻射による熱抵抗をＲ２［℃／Ｗ］としたとき、
Ｒ１／Ｒ２は、０．５以上２．０以下であることが好ましい。
これにより、原子セルモジュール内の温度分布の均一化を図ることができる。
【００１２】
本発明の量子干渉装置では、前記Ｒ１が前記Ｒ２よりも小さいことが好ましい。
これにより、光源の発熱による熱をパッケージへ容易かつ適度に逃すことができる。
【００１３】
本発明の量子干渉装置では、前記Ｒ１が前記Ｒ２よりも大きいことが好ましい。
これにより、例えば、原子セルの一部の温度を低くすることにより、当該一部に液体状または固体のアルカリ金属を意図的に溜めることができる。
【００１４】
本発明の量子干渉装置では、前記原子セルモジュールは、
前記光源と前記パッケージとを電気的に接続している第１配線を含む可撓性の第１配線基板と、
前記光を検出する光検出部と、
前記光検出部と前記パッケージとを電気的に接続している第２配線を含む可撓性の第２配線基板と、を有し、
前記第１配線の熱抵抗が前記第２配線の熱抵抗よりも小さいことが好ましい。
これにより、光源の発熱による熱をパッケージへ容易かつ適度に逃すことができる。
【００１５】
本発明の量子干渉装置では、前記Ｒが３０００［℃／Ｗ］以上であることが好ましい。
これにより、消費電力を極めて小さくする（例えば１００ｍＷ以下とする）ことができる。
【００１６】
本発明の量子干渉装置では、前記パッケージ内の圧力が１Ｐａ以下であることが好ましい。
【００１７】
これにより、原子セルモジュールとパッケージとの間の対流による熱伝導を実質的に無くし、消費電力を効果的に低減できるとともに、原子セルモジュールとパッケージとの間の対流による熱抵抗を関係式の計算上無視することができる。
【００１８】
本発明の原子発振器は、アルカリ金属が封入されている原子セル、前記アルカリ金属を励起する光を出射する光源、および、前記原子セルおよび前記光源を加熱するヒーターを含む原子セルモジュールと、
前記原子セルモジュールを収納しているパッケージと、
前記光源が設定温度となるように前記ヒーターの駆動を制御する制御部と、を備え、
前記原子セルモジュールと前記パッケージとの間の熱抵抗をＲ［℃／Ｗ］とし、前記設定温度をＴｖ［℃］とし、前記設定温度よりも低い値に設定される使用環境温度の上限値をＴｏｕｔ［℃］とし、前記光源の発熱量をＱｖ［Ｗ］としたとき、
Ｒ≦（Ｔｖ−Ｔｏｕｔ）／Ｑｖ
なる関係を満足することを特徴とする。
【００１９】
このような原子発振器によれば、使用環境温度（パッケージの外部の温度）が光源の設定温度近くの高温となっても、光源の発熱による熱をパッケージへ逃して、光源の温度上昇に伴う波長変動を低減し、その結果、良好な周波数特性を発揮させることができる。
【００２０】
本発明の電子機器は、本発明の量子干渉装置を備えることを特徴とする。
このような電子機器によれば、良好な周波数特性を有する量子干渉装置を備えるため、優れた信頼性を発揮させることができる。
【００２１】
本発明の移動体は、本発明の量子干渉装置を備えることを特徴とする。
このような移動体によれば、良好な周波数特性を有する量子干渉装置を備えるため、優れた信頼性を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【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）を示す概略図である。
【図２】図１に示す原子発振器が備えるパッケージ部を示す断面図である。
【図３】図２に示す原子セルモジュールを説明する図である。
【図４】図３に示す第１配線基板を平面状に展開した状態を示す図である。
【図５】図３に示す第２配線基板を平面状に展開した状態を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る原子発振器（量子干渉装置）における原子セルモジュールを説明する図である。
【図７】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８】本発明の移動体の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の量子干渉装置、原子発振器、電子機器および移動体を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
１．原子発振器（量子干渉装置）
まず、本発明の量子干渉装置の一種であ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。
【００２５】
＜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）を示す概略図である。
【００２６】
図１に示す原子発振器１は、アルカリ金属原子に対して特定の異なる波長の２つの共鳴光を同時に照射したときに当該２つの共鳴光がアルカリ金属に吸収されずに透過する現象が生じる量子干渉効果（ＣＰＴ：Coherent Population Trapping）を利用した原子発振器である。なお、この量子干渉効果による現象は、電磁誘起透明化（ＥＩＴ：Electromagnetically Induced Transparency）現象とも言う。
【００２７】
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パッケージ部１０と、パッケージ部１０を制御する制御部６と、を有する。ここで、パッケージ部１０は、原子セル２１と、光源２２と、光学部品２３１、２３２（光学系２３）と、光検出部２４と、ヒーター２５と、温度センサー２６と、コイル２７と、を有する。また、制御部６は、光源制御部６１と、温度制御部６２と、磁場制御部６３と、を有する。まず、以下、原子発振器１の概略を説明する。
【００２８】
この原子発振器１では、光源２２が光ＬＬを光軸ａに沿って光学部品２３１、２３２を介して原子セル２１に照射し、原子セル２１を透過した光ＬＬを光検出部２４が検出する。
【００２９】
原子セル２１は光透過性を有し、原子セル２１内には、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、互いに異なる２つの基底準位と励起準位とからなる３準位系のエネルギー準位を有する。また、原子セル２１内のアルカリ金属は、ヒーター２５により加熱され、ガス状態となっている。また、原子セル２１内のアルカリ金属は、コイル２７から所望の方向の磁場が印加され、ゼーマン分裂している。
【００３０】
光源２２から出射された光ＬＬは、周波数の異なる２種の光を含んでいる。これら２種の光は、周波数差が原子セル２１内のアルカリ金属の２つの基底準位間のエネルギー差に相当する周波数に一致する共鳴光対となったとき、ＥＩＴ現象を生じさせる。
【００３１】
光源制御部６１は、光検出部２４の検出結果に基づいて、ＥＩＴ現象を生じさせるように、前述した光源２２から出射される光ＬＬに含まれる２種の光の周波数を制御する。また、光源制御部６１は、光検出部２４の検出結果に応じて、発振周波数が制御される電圧制御型水晶発振器（図示せず）を備えている。そして、この電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）の出力信号は、原子発振器１のクロック信号として出力される。
【００３２】
また、温度制御部６２は、温度センサー２６の検出結果に基づいて、光源２２が設定温度となるようにヒーター２５の駆動を制御する。これに伴って、原子セル２１内も所望温度に制御される。また、磁場制御部６３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。
【００３３】
このような制御部６は、光源制御部６１、温度制御部６２および磁場制御部６３のそれぞれが熱の影響を避け、より正常な差動を確保するために、パッケージ部１０の外部に設けられているのが好ましく、例えば、図示しないが、パッケージ部１０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６がパッケージ部１０に設けられていてもよい。
以上、原子発振器１の概略を説明した。以下、パッケージ部１０について詳述する。
【００３４】
図２は、図１に示す原子発振器が備えるパッケージ部を示す断面図である。図３は、図２に示す原子セルモジュールを説明する図である。図４は、図３に示す第１配線基板を平面状に展開した状態を示す図である。図５は、図３に示す第２配線基板を平面状に展開した状態を示す図である。なお、以下では、説明の便宜上、図２および図３中の上側を「上」、下側を「下」という。
【００３５】
図２および図３に示すように、原子発振器１が備えるパッケージ部１０は、原子セルモジュール２０と、原子セルモジュール２０を収納しているパッケージ３と、を備えている。ここで、原子セルモジュール２０は、原子セルユニット２と、原子セルユニット２をパッケージ３に対して支持する支持部材５と、原子セルユニット２とパッケージ３との電気的接続を行う配線部４と、を備えている。なお、パッケージ３の外側には、必要に応じて、磁気シールドが設けられていてもよい。また、図２および図３では、説明の便宜上、コイル２７の図示を省略している。以下、パッケージ部１０の各部を順次説明する。
【００３６】
〈原子セルユニット〉
原子セルユニット２は、原子セル２１と、光源２２と、光学系２３と、光検出部２４と、ヒーター２５と、温度センサー２６と、基板２８と、接続部材２９と、カバー部材３０と、を含み、これらがユニット化されている。具体的には、基板２８の上面（一方の面）上に、光源２２、ヒーター２５、温度センサー２６および接続部材２９が搭載されており、原子セル２１、光学系２３および光検出部２４が接続部材２９に保持されている。また、カバー部材３０が接続部材２９の外表面に固定されている。
【００３７】
［原子セル］
図２および図３に示すように、原子セル２１は、柱状の貫通孔２１４を有する胴体部２１１と、その貫通孔２１４の両側の開口を封鎖する１対の光透過部２１２、２１３と、を有する。これにより、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る内部空間Ｓが形成されている。なお、内部空間Ｓには、必要に応じて、アルゴン、ネオン等の希ガス、窒素等の不活性ガスが緩衝ガスとしてアルカリ金属ガスとともに封入されていてもよい。なお、貫通孔２１４の横断面（光軸ａに対して垂直な方向での断面）、すなわち、内部空間Ｓの横断面形状は、特に限定されず、例えば、円形、楕円形、四角形等の多角形等が挙げられる。
【００３８】
原子セル２１の各光透過部２１２、２１３は、光源２２からの光ＬＬに対する透過性を有している。一方の光透過部２１２は、原子セル２１内へ入射する光ＬＬが透過する「入射側光透過部」であり、他方の光透過部２１３は、原子セル２１内から出射した光ＬＬが透過する「出射側光透過部」である。
【００３９】
光透過部２１２、２１３を構成する材料としては、前述したような光ＬＬ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、胴体部２１１を構成する材料は、特に限定されず、シリコン材料、セラミックス材料、金属材料、樹脂材料等であってもよく、光透過部２１２、２１３と同様にガラス材料、水晶等であってもよい。
【００４０】
そして、各光透過部２１２、２１３は、胴体部２１１に対して気密的に接合されている。これにより、原子セル２１の内部空間Ｓを気密空間とすることができる。原子セル２１の胴体部２１１と光透過部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。
【００４１】
以上説明したような原子セル２１の周囲には、図２および図３において図示しないが、図１に示すコイル２７が設けられている。より具体的には、コイル２７は、例えば、ソレノイド型を構成するように原子セル２１の外周に沿って巻回して設けられたコイルで構成されているか、または、ヘルムホルツ型を構成するように原子セル２１を介して対向して設けられた１対のコイルで構成されている。このコイル２７は、原子セル２１内のアルカリ金属に磁場を印加する機能を有する。これにより、ゼーマン分裂により、原子セル２１内のアルカリ金属原子の縮退している異なる複数の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。
【００４２】
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。また、コイル２７は、パッケージ３内に設けられていてもよいし、パッケージの外部に設けられていてもよい。
【００４３】
［光源］
光源２２は、原子セル２１中のアルカリ金属原子を励起する光ＬＬを出射する機能を有する。この光源２２としては、前述したような共鳴光対を含む光ＬＬ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の発光素子を用いることが好ましい。
【００４４】
［光学系］
光学系２３は、前述した光源２２と原子セル２１との間における光ＬＬの光路上に設けられている光学部品２３１、２３２を有する。本実施形態では、光源２２側から原子セル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。
【００４５】
光学部品２３１は、減光フィルター（ＮＤフィルター）である。これにより、原子セル２１に入射する光ＬＬの強度を調整（減少）させることができる。そのため、光源２２の出力が大きい場合でも、原子セル２１に入射する光ＬＬを所望の光量とすることができる。
【００４６】
光学部品２３２は、１／４波長板である。これにより、光源２２からの光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。円偏光をした光ＬＬを用いることにより、所望のＥＩＴ現象を発現する原子数を増大させ、所望のＥＩＴ信号の強度を大きくすることができる。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。
【００４７】
また、本実施形態では、光源２２と原子セル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、光源２２からの励起光の強度によっては、光学部品２３１を省略することができる。また、光学部品２３１、２３２の並び順は、前述した順に限定されず、任意である。
【００４８】
［光検出部］
光検出部２４は、原子セル２１内を透過した光ＬＬの強度を検出する機能を有する。この光検出部２４としては、上述したような光ＬＬ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。
【００４９】
［ヒーター］
ヒーター２５は、通電により発熱する発熱抵抗体（加熱部）を有する。このヒーター２５は、基板２８上に設けられている。そして、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、原子セル２１に伝達される。これにより、原子セル２１（より具体的には原子セル２１中のアルカリ金属）が加熱され、原子セル２１中のアルカリ金属を所望の濃度のガス状に維持することができる。また、ヒーター２５からの熱は、基板２８を介して光源２２にも伝達される。これにより、光源２２の温度制御を高精度に行うことができる。
【００５０】
また、ヒーター２５は、原子セル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原子セル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。
【００５１】
なお、ヒーター２５の設置位置は、原子セル２１および光源２２を加熱することができれば、前述した位置に限定されず、任意である。また、ヒーター２５は、設置位置の異なる複数の発熱抵抗体で構成されていてもよい。
【００５２】
［温度センサー］
温度センサー２６は、光源２２、ヒーター２５または原子セル２１の温度を検出するものである。この温度センサー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。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、原子セル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。
【００５３】
この温度センサー２６は、基板２８上に設けられている。したがって、温度センサー２６は、基板２８を介して光源２２またはヒーター２５の温度を検出することとなる。あるいは、温度センサー２６は、基板２８および接続部材２９を介して原子セル２１の温度を検出することとなる。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、原子セル２１の外表面上であってもよい。
【００５４】
［接続部材］
図２に示すように、接続部材２９は、原子セル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。接続部材２９１、２９２は、それぞれ、光ＬＬの通過領域を避けるように形成されている。また、接続部材２９１、２９２は、光透過部２１２、２１３のそれぞれに対して、接触しているか、または、熱伝導性に優れた接着剤を介して接合されている。なお、接続部材２９１、２９２の形状は、少なくとも原子セル２１、光源２２および光検出部２４の相対的な位置関係を固定し得るものであれば、図示のものに限定されない。また、接続部材２９１、２９２が一体化してもよいし、接続部材２９１、２９２がそれぞれ複数の部材で構成されていてもよい。
【００５５】
このように、接続部材２９は、それぞれ、ヒーター２５と各光透過部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２９１、２９２による熱伝導により各光透過部２１２、２１３に伝達し、各光透過部２１２、２１３を加熱することができる。また、ヒーター２５と原子セル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原子セル２１内のアルカリ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。なお、ここで、「熱的に接続」とは、２つの部材がこれらの間において５％以下の損失で固体熱伝導可能な状態を言い、当該２つの部材が接触している場合だけでなく、当該２つの間に他の部材が介在している場合も含む。
【００５６】
このような接続部材２９の構成材料としては、熱伝導性に優れた材料、例えば、金属材料を用いることが好ましい。また、コイル２７からの磁場を阻害しないよう、接続部材２９の構成材料としては、非磁性の材料を用いることが好ましい。
【００５７】
［カバー部材］
カバー部材３０は、板状またはシート状の１対のカバー部材３０５、３０６で構成されている。カバー部材３０５、３０６は、前述した１対の接続部材２９１、２９２から露出した原子セル２１や光源２２等の側方を覆うように設けられ、接続部材２９１、２９２に接着剤等により接合されている。
【００５８】
カバー部材３０５、３０６は、それぞれ、波長４μｍの電磁波（すなわち遠赤外線）に対する反射率が５０％以上である。これにより、原子セル２１や光源２２とパッケージ３との間の輻射による熱の伝達を抑制することができる。このようなカバー部材３０５、３０６の構成材料としては、例えば、非磁性の金属材料が挙げられる。
【００５９】
［基板］
図２および図３に示すように、基板２８は、前述した光源２２、ヒーター２５、温度センサー２６および接続部材２９等を支持する機能を有する。
【００６０】
また、基板２８は、ヒーター２５と接続部材２９とを熱的に接続しており、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。また、光源２２が基板２８に搭載されていることにより、基板２８を介してヒーター２５からの熱を光源２２に伝達することができ、光源２２の温度制御を高精度に行うことができる。
【００６１】
また、基板２８は、光源２２、ヒーター２５、温度センサー２６に電気的に接続される配線（図示せず）を有している。この配線は、基体３１の上面に設けられた複数の内部端子（図示せず）に電気的に接続されている。
【００６２】
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、例えば、セラミックス材料、金属材料等が挙げられ、これらのうちの１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて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、基板２８が有する配線の短絡防止等の目的で、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。
【００６３】
また、後述するパッケージ３と同様、コイル２７からの磁場を阻害しないよう、基板２８の構成材料としては、非磁性の材料を用いることが好ましい。
【００６４】
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。
【００６５】
〈パッケージ〉
図２および図３に示すように、パッケージ３は、原子セルモジュール２０（すなわち原子セルユニット２、配線部４および支持部材５を含む構造体）を収納する機能を有する。なお、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。
【００６６】
このパッケージ３は、板状の基体３１（ベース部）と、有底筒状の蓋体３２（蓋部）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、原子セルモジュール２０を収納する内部空間Ｓ１が形成されている。ここで、蓋体３２は、原子セルモジュール２０に対して離間している。これにより、原子セルユニット２とパッケージ３との間の熱干渉を低減することができる。
【００６７】
基体３１は、支持部材５を介して原子セルユニット２を支持している。また、基体３１は、リジット配線基板を構成しており、基体３１の下面には、複数の端子３４が設けられている。この複数の端子３４は、図示しない配線を介して、基体３１の上面に設けられた複数の内部端子（図示せず）に電気的に接続されている。
【００６８】
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が、セラミック材料を用いることが好ましい。これにより、リジット配線基板を構成する基体３１を実現しながら、内部空間Ｓ１の気密性を優れたものとすることができる。
【００６９】
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。本実施形態では、蓋体３２は、シームリング、低融点ガラス、接着剤等の接合部材３３を介して基体３１に接合されている。
【００７０】
また、基体３１と蓋体３２とは気密的に接合されている。すなわち、内部空間Ｓ１は、気密空間であり、大気圧よりも減圧されている。特に、本実施形態では、内部空間Ｓ１は、真空（１Ｐａ以下）である。これにより、内部空間Ｓ１における対流によって、原子セルユニット２、特に光源２２の温度が変化することを低減することができる。また、ヒーター２５の消費電力を小さくすることができる。
【００７１】
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。
【００７２】
なお、以上説明したようなパッケージ３の内壁面上には、原子セルモジュール２０とパッケージ３との間の輻射を低減するために金属膜が適宜設けられていてもよい。かかる金属膜の構成材料としては、例えば、銅（熱の反射率９７．９３％）、銀（熱の反射率９８．４７％）、金（熱の反射率９８．６２％）、チタン（熱の反射率７８．０４％）、クロム（熱の反射率９３．７７％）、鉄（熱の反射率８７．０９％）、コバルト（熱の反射率８７．７５％）、ニッケル（熱の反射率９２．３８％）、アルミニウム（熱の反射率９９．０３％）、イリジウム（熱の反射率９８．７３％）、鉛（熱の反射率９８．９０％）等の金属またはこれらのうちの少なくとも１種を含む合金が挙げられる。
【００７３】
〈支持部材〉
支持部材５は、パッケージ３内に収納されており、パッケージ３の基体３１に対して原子セルユニット２を支持する機能を有する。また、支持部材５は、原子セルユニット２とパッケージ３との間の熱の伝達を抑制する機能を有する。これにより、原子セルユニット２の各部、特に原子セル２１や光源２２と、パッケージ３との熱伝達を低減し、原子セル２１や光源２２とパッケージ３の外部との間の熱干渉を抑制することができる。そのため、原子セル２１や光源２２等の温度制御を高精度に行うことができる。
【００７４】
この支持部材５は、図２に示すように、基体３１の上面側に立設された複数の脚部５１と、複数の脚部５１の上端部同士を連結している板状の連結部５２と、を有し、連結部５２の上面が基板２８に接続されている。図示の連結部５２の上面には、凹部５３や貫通孔（図示せず）が形成されている。これにより、連結部５２と基板２８との接触面積を低減するとともに支持部材５の熱抵抗を高めている。
【００７５】
このように構成された支持部材５では、支持部材５を介した原子セルユニット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、原子セルユニット２、特に原子セル２１や光源２２とパッケージ３との間の熱の伝達をより低減することができる。
【００７６】
また、支持部材５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５が原子セルユニット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５を主として樹脂材料で構成した場合、支持部材５の熱抵抗を高くすることができ、また、支持部材５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５を容易に製造することができる。特に、支持部材５を主として樹脂材料で構成した場合、熱抵抗が大きい発泡体で構成された支持部材５を容易に形成することができる。また、支持部材５の構成材料としては、コイル２７からの磁場を阻害しないよう、非磁性の材料を用いることが好ましい。
【００７７】
このように、支持部材５は、原子セルユニット２とパッケージ３との間に配置されており、原子セル２１および光源２２を一括してパッケージ３の基体３１に対して支持している。このため、原子セル２１および光源２２とパッケージ３との間の熱伝達を低減することができる。ここで、支持部材５の光源２２側からパッケージ３側への熱伝導率は、０．１Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以上４０．０Ｗ・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、原子セル２１および光源２２とパッケージ３との間の支持部材５を介した熱伝導を抑制することができ、原子セル２１および光源２２の温度が変化することを低減することができる。
【００７８】
〈配線部〉
図３に示すように、配線部４は、基板２８と基体３１とを電気的に接続している配線基板４１と、光検出部２４と基体３１とを電気的に接続している配線基板４２と、を有している。
【００７９】
配線基板４１、４２は、それぞれ、フレキシブル配線基板（ＦＰＣ）で構成されている。具体的に説明すると、図４に示すように、配線基板４１は、ベースフィルム４１１と、ベースフィルム４１１上に設けられている複数の配線４１２と、を有している。同様に、図５に示すように、配線基板４２は、ベースフィルム４２１と、ベースフィルム４２１上に設けられている複数の配線４２２と、を有している。なお、図示しないが、配線基板４１、４２には、配線４１２、４２２を適宜覆う絶縁性のカバーフィルムが設けられている。また、配線基板４１、４２の層間には、接着層が設けられていてもよい。
【００８０】
ベースフィルム４１１、４２１は、それぞれ、シート状をなす絶縁性のフィルムである。ベースフィルム４１１、４２１の構成材料としては、それぞれ、特に限定されないが、例えば、ポリイミド樹脂のような樹脂材料を用いることができる。
【００８１】
このようなベースフィルム４１１、４２１上には、複数の配線４１２、４２２が配置されている。各配線４１２の一端部には、基体３１に電気的に接続される複数の端子４１４が設けられ、各配線４１２の他端部には、基板２８に電気的に接続される端子４１３が設けられている。そして、複数の配線４１２は、パッケージ３と温度センサー２６、光源２２およびヒーター２５とを電気的に接続している。また、各配線４２２の一端部には、基体３１に電気的に接続される複数の端子４２４が設けられ、各配線４２２の他端部には、光検出部２４に電気的に接続される端子４２３が設けられている。そして、複数の配線４２２は、パッケージ３と光検出部２４とを電気的に接続している。
【００８２】
図示では、各配線４１２、４２２は、直線状に延びている形状をなしている。なお、配線４１２、４２２の熱抵抗を高める観点から、配線４１２、４２２が蛇行した形状をなす部分を有していてもよい。
【００８３】
ここで、各配線４２２の長さは、各配線４１２の長さよりも長い。また、本実施形態では、各配線４１２の幅Ｗ１は、各配線４２２の幅Ｗ２よりも広い。このようなことから、各配線４１２の熱抵抗は、各配線４２２の熱抵抗よりも小さい。なお、後述する関係式１を満足できれば、配線４１２、４２２の幅Ｗ１、Ｗ２は、前述したものに限定されず、例えば、互いに等しくてもよい。また、配線４１２、４２２の厚さは、互いに等しくても異なっていてもよい。
【００８４】
このような配線４１２、４２２の構成材料としては、それぞれ、特に限定されないが、金属材料を用いることが好ましく、具体的には、例えば、金、プラチナ、銅またはこれらの合金を用いることが好ましい。
【００８５】
（原子セルモジュールとパッケージとの間の熱抵抗）
以上説明したような構成を有するパッケージ部１０では、前述したように、パッケージ３内の内部空間Ｓ１を真空とするとともに、優れた断熱性を有する支持部材５を用いることで、低消費電力化を図っている。その上で、パッケージ部１０では、原子セルモジュール２０とパッケージ３との間の熱抵抗（熱抵抗値）を最適化することで、比較的高温の使用環境温度下においても、良好な周波数安定度を発揮させることができる。以下、原子セルモジュール２０とパッケージ３との間の熱抵抗について詳述する。
【００８６】
前述したように、量子干渉装置の一種である原子発振器１は、アルカリ金属が封入されている原子セル２１、アルカリ金属を励起する光ＬＬを出射する光源２２、および、原子セル２１および光源２２を加熱するヒーター２５を含む原子セルモジュール２０と、原子セルモジュール２０を収納しているパッケージ３と、光源２２が設定温度となるようにヒーター２５の駆動を制御する「制御部」である温度制御部６２と、を備える。
【００８７】
このような原子発振器１では、原子セルモジュール２０とパッケージ３との間の熱抵抗を大きくするほど、原子発振器１の消費電力を低減することができる。しかし、かかる熱抵抗を単に大きくしすぎると、外部環境温度が高くなったときに、光源２２自体の発熱による熱を外部に逃すことができず、光源２２の温度が上昇してしまい、それに伴って、光源２２からの光ＬＬの波長が変動してしまう。その結果、周波数安定度が低下するという問題が生じる。
【００８８】
そこで、原子発振器１では、原子セルモジュール２０とパッケージ３との間の熱抵抗をＲ［℃／Ｗ］とし、温度制御部６２における光源２２の設定温度をＴｖ［℃］とし、温度制御部６２における光源２２の設定温度よりも低い値に設定される使用環境温度の上限値をＴｏｕｔ［℃］とし、光源２２の発熱量をＱｖ［Ｗ］としたとき、
Ｒ≦（Ｔｖ−Ｔｏｕｔ）／Ｑｖ
なる関係（以下、単に「関係式１」ともいう）を満足する。
【００８９】
このような原子発振器１によれば、使用環境温度（パッケージ３の外部の温度）が光源２２の設定温度近くの高温となっても、光源２２の発熱による熱をパッケージ３へ逃して、光源２２の温度上昇に伴う波長変動を低減し、その結果、良好な周波数特性を発揮させることができる。
【００９０】
なお、「使用環境温度の上限値Ｔｏｕｔ」は、温度制御部６２における光源２２の設定温度よりも低い値であればよいが、低消費電力化との両立の観点から、当該設定温度との差が５℃以上２０℃以下であることが好ましく、１０℃以上１５℃以下であることがより好ましい。また、具体的な「環境使用温度の上限値Ｔｏｕｔ」は、光源２２に用いる発光素子の仕様に伴う温度制御部６２における光源２２の設定温度や実製品上の要求との関係から、４０℃以上６０℃以下であることが好ましい。また、発熱量Ｑｖは、光源２２の低消費電力化や小型化の観点から、１ｍＷ以上５ｍＷ以下であることが好ましい。
【００９１】
ここで、原子セルモジュール２０とパッケージ３との間の熱抵抗Ｒ［℃／Ｗ］は、固体熱伝導による熱抵抗Ｒ１［℃／Ｗ］、輻射による熱抵抗Ｒ２［℃／Ｗ］、および、対流による熱抵抗Ｒ３［℃／Ｗ］からなり、
（１／Ｒ）＝（１／Ｒ１）＋（１／Ｒ２）＋（１／Ｒ３）
なる関係（以下、単に「関係式２」ともいう）を満たす。すなわち、
Ｒ＝（Ｒ１×Ｒ２×Ｒ３）／｛（Ｒ１×Ｒ２）＋（Ｒ２×Ｒ３）＋（Ｒ１×Ｒ３）｝
である。
【００９２】
原子セルモジュール２０とパッケージ３との間の固体熱伝導による熱抵抗Ｒ１は、支持部材５での固体熱伝導による熱抵抗Ｒ１１、および、配線部４での固体熱伝導による熱抵抗Ｒ１２からなる。すなわち、（１／Ｒ１）＝（１／Ｒ１１）＋（１／Ｒ１２）であり、
Ｒ１＝Ｒ１１×Ｒ１２／（Ｒ１１＋Ｒ１２）である。
【００９３】
また、原子セルモジュール２０とパッケージ３との間の輻射による熱抵抗Ｒ２は、主に、原子セルユニット２の表面での輻射による熱抵抗からなる。また、原子セルモジュール２０とパッケージ３との間の対流による熱抵抗Ｒ３は、パッケージ３内の気体を介した熱伝導による熱抵抗である。
【００９４】
ここで、パッケージ３内の圧力は、１Ｐａ以下であることが好ましい。これにより、原子セルモジュール２０とパッケージ３との間の対流による熱伝導を実質的に無くし（言い換えると、熱抵抗Ｒ３を熱抵抗Ｒ１、Ｒ２に比べて極めて大きくし）、消費電力を効果的に低減できるとともに、原子セルモジュール２０とパッケージ３との間の対流による熱抵抗Ｒ３を前述の関係式の計算上無視することができる。
【００９５】
また、前述したように、原子セルモジュール２０は、原子セル２１とパッケージ３との間に配置されている支持部材５と、光源２２とパッケージ３とを電気的に接続している配線４１２（第１配線）を含む可撓性の配線基板４１（第１配線基板）と、光ＬＬを検出する光検出部２４と、光検出部２４とパッケージ３とを電気的に接続している配線４２２（第２配線）を含む可撓性の配線基板４２（第２配線基板）と、を有する。そして、配線４１２の熱抵抗が配線４２２の熱抵抗よりも小さい。これにより、光源２２の発熱による熱をパッケージ３へ容易かつ適度に逃すことができる。また、支持部材５の熱抵抗は、配線基板４１の熱抵抗よりも小さいことが好ましい。支持部材５は配線基板４１に比べて光源２２に対して対称的に配置しやすい。そのため、支持部材５の熱抵抗を配線基板４１の熱抵抗よりも小さくすることで、支持部材５の熱抵抗が配線基板４１の熱抵抗よりも大きい場合に比べて、光源２２の発熱による熱をパッケージ３へ均一に逃すことができる。その結果、原子発振器１の特性劣化を的確に低減することができる。
【００９６】
また、原子セルモジュール２０とパッケージ３との間の固体熱伝導による熱抵抗をＲ１［℃／Ｗ］とし、原子セルモジュール２０とパッケージ３との間の輻射による熱抵抗をＲ２［℃／Ｗ］としたとき、Ｒ１／Ｒ２は、０．５以上２．０以下であることが好ましく、０．８以上１．５以下であることがより好ましい。これにより、原子セルモジュール２０内の温度分布の均一化を図ることができる。
【００９７】
ここで、熱抵抗Ｒ１が熱抵抗Ｒ２よりも小さい場合、光源２２の発熱による熱をパッケージ３へ容易かつ適度に逃すことができる。一方、熱抵抗Ｒ１が熱抵抗Ｒ２よりも大きい場合、例えば、原子セル２１の一部の温度を低くすることにより、当該一部に液体状または固体状のアルカリ金属を意図的に溜めることができる。これにより、原子セル２１の液体状または固体状のアルカリ金属による特性変動を低減することができる。
【００９８】
また、熱抵抗Ｒは、前述した関係式１を満足すればよいが、３０００［℃／Ｗ］以上であることが好ましく、４０００［℃／Ｗ］以上であることがより好ましい。これにより、消費電力を極めて小さくする（例えば１００ｍＷ以下とする）ことができる。すなわち、低消費電力化を図りつつ高温下での良好な周波数特性を発揮させることができる原子発振器１を実現することができる。
【００９９】
このような熱抵抗Ｒを満足する上では、熱抵抗Ｒ１が４０００［℃／Ｗ］以上９０００［℃／Ｗ］以下であり、かつ、熱抵抗Ｒ２が５０００［℃／Ｗ］以上１１０００［℃／Ｗ］以下であることが好ましい。これにより、原子セルモジュール２０内の温度分布の均一化を図ることができる。以下、前述した関係式１を満足する具体例を一例として挙げる。
【０１００】
（具体例１）
例えば、設定温度Ｔｖを６０［℃］、上限値Ｔｏｕｔを４５［℃］、光源２２の発熱量Ｑｖを３［ｍＷ］としたとき、前述した関係式１の右辺は、５０００［℃／Ｗ］となる。一方、固体熱伝導による熱抵抗Ｒ１を８２００［℃／Ｗ］、輻射による熱抵抗Ｒ２を１００００［℃／Ｗ］としたとき、前述した関係式２から、熱抵抗Ｒ（関係式１の左辺）は、４５００［℃／Ｗ］となり、前述した関係式１を満足する。
【０１０１】
（具体例２）
前述した具体例１において、上限値Ｔｏｕｔを５０［℃］とした場合、前述した関係式１の右辺は、３３３３［℃／Ｗ］となる。一方、固体熱伝導による熱抵抗Ｒ１を５０００［℃／Ｗ］、輻射による熱抵抗Ｒ２を１００００［℃／Ｗ］としたとき、前述した関係式２から、熱抵抗Ｒ（関係式１の左辺）は、３３３３［℃／Ｗ］となり、前述した関係式１を満足する。
【０１０２】
（具体例３）
前述した具体例１において、上限値Ｔｏｕｔを５０［℃］とした場合、前述した関係式１の右辺は、３３３３［℃／Ｗ］となる。一方、固体熱伝導による熱抵抗Ｒ１を８２００［℃／Ｗ］、輻射による熱抵抗Ｒ２を５６００［℃／Ｗ］としたとき、前述した関係式２から、熱抵抗Ｒ（関係式１の左辺）は、３３２８［℃／Ｗ］となり、前述した関係式１を満足する。
【０１０３】
＜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。
【０１０４】
図６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）における原子セルモジュールを説明する図である。
【０１０５】
本実施形態の原子発振器は、カバー部材の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【０１０６】
なお、以下の説明では、第２実施形態に関し、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６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。
【０１０７】
図６に示す原子発振器１Ａが備えるパッケージ部１０Ａは、パッケージ３に収納されている原子セルモジュール２０Ａを備えている。この原子セルモジュール２０Ａは、カバー部材３０Ａを有する原子セルユニット２Ａを備えている。カバー部材３０Ａは、板状またはシート状の１対のカバー部材３０５Ａ、３０６で構成されている。配線基板４１側のカバー部材３０５Ａは、配線基板４２側のカバー部材３０６よりも上下方向での長さが短く、かつ、１対の接続部材２９１、２９２間から光源２２が露出する開口部３０７を形成するように設けられている。これにより、前述した第１実施形態に比べて、光源２２とパッケージ３との間の輻射による熱抵抗を小さくすることができる。そのため、光源２２からの熱を容易かつ適度にパッケージ３へ逃すことができる。そして、支持部材５の熱抵抗を極めて大きくしても、原子セルモジュール２０Ａとパッケージ３との間の全体の熱抵抗を前述した関係式１を満足するように設定することができる。
【０１０８】
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、良好な周波数特性を発揮させることができる。
【０１０９】
２．電子機器
以上説明したような本発明の量子干渉装置を備えた原子発振器１または１Ａは、各種電子機器に組み込むことができる。
【０１１０】
以下、本発明の量子干渉装置を備えた原子発振器を備える電子機器の一例について説明する。
【０１１１】
図７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。
【０１１２】
図７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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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（または原子発振器１Ａ）を備える電子機器である。このような受信装置３０２は、良好な周波数特性を有する原子発振器１（量子干渉装置の一種）を備えるため、優れた信頼性を発揮させることができる。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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
なお、本発明の電子機器は、前述したものに限定されず、例えば、スマートホン、タブレット端末、時計、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）、フライトシミュレーター、地上デジタル放送、携帯電話基地局等に適用することができる。
【０１１７】
３．移動体
また、前述したような本発明の量子干渉装置を備えた原子発振器１または１Ａは、各種移動体に組み込むことができる。
【０１１８】
以下、本発明の移動体の一例について説明する。
図８は、本発明の移動体の一例を示す図である。
【０１１９】
図８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（または原子発振器１Ａ）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。
【０１２０】
このような移動体は、良好な周波数特性を有する原子発振器１または１Ａ（量子干渉装置の一種）を備えるため、優れた信頼性を発揮させることができる。
【０１２１】
以上、本発明の量子干渉装置、原子発振器、電子機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。
【０１２２】
また、前述した関係式１を満足することができれば、原子セルモジュールは、少なくとも、原子セル、光源およびヒーターを含むものであればよく、また、各部の構成を公知のものに置き換えることができる。
【符号の説明】
【０１２３】
１…原子発振器、１Ａ…原子発振器、２…原子セルユニット、２Ａ…原子セルユニット、３…パッケージ、４…配線部、５…支持部材、６…制御部、１０…パッケージ部、１０Ａ…パッケージ部、２０…原子セルモジュール、２０Ａ…原子セルモジュール、２１…原子セル、２２…光源、２３…光学系、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、３０…カバー部材、３０Ａ…カバー部材、３１…基体、３２…蓋体、３３…接合部材、３４…端子、４１…配線基板（第１配線基板）、４２…配線基板（第２配線基板）、５１…脚部、５２…連結部、５３…凹部、６１…光源制御部、６２…温度制御部（制御部）、６３…磁場制御部、１００…測位システム、２００…ＧＰＳ衛星、２１１…胴体部、２１２…光透過部、２１３…光透過部、２１４…貫通孔、２３１…光学部品、２３２…光学部品、２９１…接続部材、２９２…接続部材、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、３０５…カバー部材、３０５Ａ…カバー部材、３０６…カバー部材、３０７…開口部、４００…ＧＰＳ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…ベースフィルム、４１２…配線（第１配線）、４１３…端子、４１４…端子、４２１…ベースフィルム、４２２…配線（第２配線）、４２３…端子、４２４…端子、１５００…移動体、１５０１…車体、１５０２…車輪、ＬＬ…光、Ｑｖ…発熱量、Ｒ…熱抵抗、Ｒ１…熱抵抗、Ｒ１１…熱抵抗、Ｒ１２…熱抵抗、Ｒ２…熱抵抗、Ｒ３…熱抵抗、Ｓ…内部空間、Ｓ１…内部空間、ａ…光軸、Ｗ１…幅、Ｗ２…幅
【図１】
2018006703.tif 000003
【図２】
2018006703.tif 000004
【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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