(57)【要約】      （修正有）【課題】重力の作用によって液体のアルカリ金属原子が光の通過部分に向かって移動し難い配置の方向をユーザーが認識することを補助できる周波数信号生成装置を提供する。【解決手段】周波数信号生成装置１００は、基板４０と、基板の面に配置された光源１２と、気体のアルカリ金属原子が存在し、光源から出射された光が通過する第１部分と、液体のアルカリ金属原子が存在する第２部分と、前記第１部分と前記第２部分とを接続する第３部分と、を含み、前記面に配置されたガスセル２１と、前記面を重力方向に沿わせた場合に、前記液体のアルカリ金属原子が重力の作用によって前記第３部分に移動する方向を示す標識と、を含む。【選択図】図３
2019047307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の面に配置された光源と、
気体のアルカリ金属原子が存在し、前記光源から出射された光が通過する第１部分と、液体のアルカリ金属原子が存在する第２部分と、前記第１部分と前記第２部分とを接続する第３部分と、を含み、前記面に配置されたガスセルと、
前記面を重力方向に沿わせた場合に、前記液体のアルカリ金属原子が重力の作用によって前記第３部分に移動する方向を示す標識と、
を含む、周波数信号生成装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記ガスセルは、前記気体のアルカリ金属原子および前記液体のアルカリ金属原子が存在する空間を規定する内面を有し、
前記第１部分は、前記光が通過する前記内面の第１領域と、前記光が通過する前記空間の第１空間部分と、を含み、
前記第２部分は、前記液体のアルカリ金属原子が存在する前記内面の第２領域と、前記液体のアルカリ金属原子が存在する前記空間の第２空間部分と、を含み、
前記第３部分は、前記第１領域と前記第２領域とを接続する前記内面の第３領域、および前記第１空間部分と前記第２空間部分とを接続する前記空間の第３空間部分の、少なくとも一方である、周波数信号生成装置。
【請求項３】
請求項１または２において、さらに、
前記基板、前記光源、および前記ガスセルを収容する容器を含み、
前記標識は、前記容器に付され文字および記号の少なくとも一方が表示された表示部材、文字および記号の少なくとも一方が付された前記容器、および前記容器に設けられた構造の少なくとも１つである、周波数信号生成装置。
【請求項４】
請求項１または２において、さらに、
前記基板、前記光源、および前記ガスセルを収容する容器と、
前記容器が配置された配置基板と、
を含み、
前記標識は、前記配置基板、前記配置基板に設けられた構造、および前記配置基板に付され文字および記号の少なくとも一方が表示された表示部材、の少なくとも１つである、周波数信号生成装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記標識は、前記配置基板に設けられた構造であり、
前記配置基板に設けられた構造は、
前記面を前記重力方向に沿わせて前記周波数信号生成装置がラックに設けられた開口部に挿入される場合であって、前記液体のアルカリ金属原子が重力の作用によって前記第３部分に移動する場合に、前記ラックに接触することによって前記周波数信号生成装置が前記開口部に挿入されることを妨げるストッパーである、周波数信号生成装置。
【請求項６】
請求項４において、
前記配置基板は、前記基板に対向しており、
前記標識は、前記配置基板であり、
前記配置基板は、前記容器が配置された前記配置基板の面の法線方向からみた場合に、前記液体のアルカリ金属原子が重力の作用によって前記第３部分に移動する方向に沿った方向の長さが、前記基板の前記面を前記重力方向に沿わせて前記周波数信号生成装置が挿
入されるラックの開口部の、前記重力方向に沿った長さよりも大きい、周波数信号生成装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項において、
前記ガスセルは、
前記光源から出射された前記光が通過するキャビティーと、
前記液体のアルカリ金属が存在するリザーバーと、
を含む、周波数信号生成装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記ガスセルは、
前記キャビティーと前記リザーバーとの間に壁部を有し、
前記壁部には、前記キャビティーと前記リザーバーとを接続する孔が設けられている、周波数信号生成装置。
【請求項９】
請求項１ないし６のいずれか１項において、
前記ガスセルは、
前記第１部分および前記第２部分を含むキャビティーを含み、
前記光が前記ガスセルに入射する方向から見た場合に、前記第１部分の中心と前記液体のアルカリ金属原子との距離は、前記第１部分の中心と前記キャビティーの中心との距離よりも大きい、周波数信号生成装置。
【請求項１０】
基板と、
前記基板の面に配置された光源と、
気体のアルカリ金属原子が存在し、前記光源から出射された光が通過する第１部分と、液体のアルカリ金属原子が存在する第２部分と、前記第１部分と前記第２部分とを接続する第３部分と、を含み、前記面に配置されたガスセルと、
重力が作用する方向を検出するセンサーと、
前記センサーの検出結果に基づいて、少なくとも前記液体のアルカリ金属原子が重力の作用によって前記第３部分に移動する場合に出力を行う出力装置と、
を含む、周波数信号生成システム。
【請求項１１】
基板と、
前記基板の面に配置された光源と、
気体のアルカリ金属原子が存在し、前記光源から出射された光が通過する第１部分と、液体のアルカリ金属原子が存在する第２部分と、前記第１部分と前記第２部分とを接続する第３部分と、を含み、前記面に配置されたガスセルと、
前記基板、前記光源、および前記ガスセルを収容する容器と、
前記容器が配置された配置基板と、
前記配置基板に設けられたストッパーと、
を含む周波数信号生成装置と、
前記基板の前記面を重力方向に沿わせて前記周波数信号生成装置が挿入される開口部を有するラックと、
を含み、
前記液体のアルカリ金属原子が重力の作用によって前記第３部分に移動する方向が重力の作用する方向に沿う向きで前記周波数信号生成装置を前記開口部に挿入する場合に、前記ストッパーは前記ラックに接触することによって前記周波数信号生成装置が前記開口部に挿入されることを妨げる、
周波数信号生成システム。
【請求項１２】
基板と、
前記基板の面に配置された光源と、
気体のアルカリ金属原子が存在し、前記光源から出射された光が通過する第１部分と、液体のアルカリ金属原子が存在する第２部分と、前記第１部分と前記第２部分とを接続する第３部分と、を含み、前記面に配置されたガスセルと、
前記基板、前記光源、および前記ガスセルを収容する容器と、
前記容器が配置され、前記基板と対向する配置基板と、
を含む周波数信号生成装置と、
前記基板の前記面を重力方向に沿わせて前記周波数信号生成装置が挿入される開口部を有するラックと、
を含み、
前記配置基板は、前記容器が配置された前記配置基板の面の法線方向からみた場合に、前記液体のアルカリ金属原子が重力の作用によって前記第３部分に移動する方向に沿った第１方向の長さと、前記法線および前記第１方向に垂直な第２方向の長さとが異なり、
前記第１方向の長さと、前記開口部の長手方向の長さとの差は、前記第２方向の長さと、前記開口部の長手方向の長さとの差よりも大きい、
周波数信号生成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数信号生成装置および周波数信号生成システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
周波数信号生成装置として、ルビジウム、セシウム等のアルカリ金属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。
【０００３】
このような原子発振器として、特許文献１には、基板上に、光源およびガスセルが横並びに配置された構成が開示されている。このような原子発振器は、一般的に、基板が光源およびガスセルに対して重力が作用する方向における下側に位置した状態で使用される。
【０００４】
また、このような原子発振器では、長期の使用によって、気体のアルカリ金属原子がガスセルに取り込まれた場合でも、ガスセルの内部をアルカリ金属原子の飽和蒸気圧に保つために、ガスセルには液体のアルカリ金属原子が収容されている場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−２４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、原子発振器を含む装置、例えばタイミングモジュール等、を基地局等で使用する場合には、省スペース化のために、原子発振器は、ラック等に縦置き（ガスセルが配置された基板の面を重力方向に沿わせた状態）で収容される場合がある。原子発振器を縦置きにする配置の方向によっては、ガスセルに収容された液体のアルカリ金属原子が重力の作用によって光の通過部分（光源から出射された光が通過する部分）の方向に移動してしまい、原子発振器の周波数が変動してしまう場合がある。
【０００７】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、重力の作用によって液体のアルカリ金属原子が光の通過部分に向かって移動し難い配置の方向をユーザーが認識することを補助できる周波数信号生成装置を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、重力の作用によって液体のアルカリ金属原子が光の通過部分に向かって移動し難い配置の方向をユーザーが認識することを補助できる周波数信号生成システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は前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、以下の態様または適用例として実現することができる。
【０００９】
［適用例１］
本適用例に係る周波数信号生成装置は、基板と、前記基板の面に配置された光源と、気体のアルカリ金属原子が存在し、前記光源から出射された光が通過する第１部分と、液体のアルカリ金属原子が存在する第２部分と、前記第１部分と前記第２部分とを接続する第３部分と、を含み、前記面に配置されたガスセルと、前記面を重力方向に沿わせた場合に、前記液体のアルカリ金属原子が重力の作用によって前記第３部分に移動する方向を示す標識と、を含む。
【００１０】
本適用例に係る周波数信号生成装置では、ガスセルは、光源から出射された光が通過する第１部分と、液体のアルカリ金属原子が存在する第２部分と、第１部分と第２部分とを接続する第３部分と、を含むので、第２部分に存在する液体のアルカリ金属原子が第１部分へ近づく場合には、液体のアルカリ金属原子は第３部分を通過する。基板の面を重力方向に沿わせた場合に、重力の作用によって液体のアルカリ金属原子が第３部分に移動する方向を示す標識によって、ユーザーは重力の作用によって液体のアルカリ金属原子が移動する方向を認識できる。したがって、標識によって、液体のアルカリ金属原子が光の通過部分に向かって移動し難い配置の方向をユーザーが認識することを補助することができる。
【００１１】
［適用例２］
本適用例に係る周波数信号生成装置において、前記ガスセルは、前記気体のアルカリ金属原子および前記液体のアルカリ金属原子が存在する空間を規定する内面を有し、前記第１部分は、前記光が通過する前記内面の第１領域と、前記光が通過する前記空間の第１空間部分と、を含み、前記第２部分は、前記液体のアルカリ金属原子が存在する前記内面の第２領域と、前記液体のアルカリ金属原子が存在する前記空間の第２空間部分と、を含み、前記第３部分は、前記第１領域と前記第２領域とを接続する前記内面の第３領域、および前記第１空間部分と前記第２空間部分とを接続する前記空間の第３空間部分の、少なくとも一方であってもよい。
【００１２】
本適用例に係る周波数信号生成装置は、ガスセルは、気体のアルカリ金属原子および液体のアルカリ金属原子が存在する空間を規定する内面を有し、第３部分は、光が通過する内面の第１領域と、液体のアルカリ金属原子が存在する内面の第２領域とを接続する内面の第３領域、および、光が通過する空間の第１部分と液体のアルカリ金属原子が存在する空間の第２部分とを接続する空間の第３部分、の少なくとも一方である。したがって、基板の面を重力方向に沿わせた場合に、重力の作用によって液体のアルカリ金属原子がガスセルの内面の第３領域、および空間の第３部分、のいずれに移動する場合も、液体のアルカリ金属原子が移動する方向を、標識によってユーザーが認識することができる。
【００１３】
［適用例３］
本適用例に係る周波数信号生成装置において、さらに、前記基板、前記光源、および前記ガスセルを収容する容器を含み、前記標識は、前記容器に付され文字および記号の少なくとも一方が表示された表示部材、文字および記号の少なくとも一方が付された前記容器、および前記容器に設けられた構造の少なくとも１つであってもよい。
【００１４】
本適用例に係る周波数信号生成装置では、ガスセルを収容する容器に付された表示部材、ガスセルを収容する容器、容器に設けられた構造の少なくとも１つによって、容易に、基板の面を重力方向に沿わせた場合に、液体のアルカリ金属原子が重力の作用によって第３部分に移動する方向をユーザーが認識することができる。
【００１５】
［適用例４］
本適用例に係る周波数信号生成装置において、さらに、前記基板、前記光源、および前記ガスセルを収容する容器と、前記容器が配置された配置基板と、を含み、前記標識は、前記配置基板、前記配置基板に設けられた構造、および前記配置基板に付され文字および記号の少なくとも一方が表示された表示部材、の少なくとも１つであってもよい。
【００１６】
本適用例に係る周波数信号生成装置では、ガスセルを収容する容器が配置された配置基板、配置基板に設けられた構造、および配置基板に付された表示部材の少なくとも１つによって、容易に、基板の面を重力方向に沿わせた場合に、液体のアルカリ金属原子が重力の作用によって第３部分に移動する方向をユーザーが認識することができる。
【００１７】
［適用例５］
本適用例に係る周波数信号生成装置において、前記標識は、前記配置基板に設けられた構造であり、前記配置基板に設けられた構造は、前記面を前記重力方向に沿わせて前記周波数信号生成装置がラックに設けられた開口部に挿入される場合であって、前記液体のアルカリ金属原子が重力の作用によって前記第３部分に移動する場合に、前記ラックに接触することによって前記周波数信号生成装置が前記開口部に挿入されることを妨げるストッパーであってもよい。
【００１８】
本適用例に係る周波数信号生成装置では、標識が、ラックに接触することによって周波数信号生成装置がラックの開口に挿入されることを妨げるストッパーであることにより、液体のアルカリ金属原子が重力の作用によって第３部分の方向に移動する方向をより確実にユーザーに認識させることができる。
【００１９】
［適用例６］
本適用例に係る周波数信号生成装置において、前記配置基板は、前記基板に対向しており、前記標識は、前記配置基板であり、前記配置基板は、前記容器が配置された前記配置基板の面の法線方向からみた場合に、前記液体のアルカリ金属原子が重力の作用によって前記第３部分に移動する方向に沿った方向の長さが、前記基板の前記面を前記重力方向に沿わせて前記周波数信号生成装置が挿入されるラックの開口部の、前記重力方向に沿った長さよりも大きくてもよい。
【００２０】
本適用例に係る周波数信号生成装置では、配置基板が標識となり、ユーザーが液体のアルカリ金属原子が重力の作用によって第３部分の方向に移動する方向を認識することができる。
【００２１】
［適用例７］
本適用例に係る周波数信号生成装置において、前記ガスセルは、前記光源から出射された前記光が通過するキャビティーと、前記液体のアルカリ金属が存在するリザーバーと、を含んでもよい。
【００２２】
本適用例に係る周波数信号生成装置では、ガスセルは光源から出射された光が通過するキャビティーと、液体のアルカリ金属が存在するリザーバーと、を含むので、液体のアルカリ金属原子が第１部分に存在する気体のアルカリ金属原子のエネルギー状態に影響を与えにくくできる。したがって、液体のアルカリ金属原子が本適用例に係る周波数信号生成装置の周波数に与える影響を小さくすることができる。
【００２３】
［適用例８］
本適用例に係る周波数信号生成装置において、前記ガスセルは、前記キャビティーと前記リザーバーとの間に壁部を有し、前記壁部には、前記キャビティーと前記リザーバーとを接続する孔が設けられていてもよい。
【００２４】
本適用例に係る周波数信号生成装置では、リザーバーとキャビティーとを壁によって隔てることで、リザーバーに存在する液体のアルカリ金属がキャビティーに存在する気体のアルカリ金属原子に影響を与えることを抑制でき、かつ、孔を通して、キャビティーをアルカリ金属原子の飽和蒸気圧にすることができる。
【００２５】
［適用例９］
本適用例に係る周波数信号生成装置において、前記ガスセルは、前記第１部分および前記第２部分を含むキャビティーを含み、前記光が前記ガスセルに入射する方向から見た場
合に、前記第１部分の中心と前記液体のアルカリ金属原子との距離は、前記第１部分の中心と前記キャビティーの中心との距離よりも大きくてもよい。
【００２６】
本適用例に係る周波数信号生成装置では、第１部分の中心とキャビティーの中心との距離は、第１部分の中心と液体のアルカリ金属原子との距離よりも短いので、光源から出射された光と液体のアルカリ金属原子との間の距離を離すことができる。
【００２７】
［適用例１０］
本適用例に係る周波数信号生成システムは、基板と、前記基板の面に配置された光源と、気体のアルカリ金属原子が存在し、前記光源から出射された光が通過する第１部分と、液体のアルカリ金属原子が存在する第２部分と、前記第１部分と前記第２部分とを接続する第３部分と、を含み、前記面に配置されたガスセルと、重力が作用する方向を検出するセンサーと、前記センサーの検出結果に基づいて、少なくとも前記液体のアルカリ金属原子が重力の作用によって前記第３部分に移動する場合に出力を行う出力装置と、を含む。
【００２８】
本適用例に係る周波数信号生成システムでは、ガスセルは、光源から出射された光が通過する第１部分と、液体のアルカリ金属原子が存在する第２部分と、第１部分と第２部分とを接続する第３部分と、を含むので、第２部分に存在する液体のアルカリ金属原子が第１部分へ近づく場合には、液体のアルカリ金属原子は第３部分を通過する。そして、重力が作用する方向を検出するセンサーの検出結果に基づいて、通知装置によって、重力の作用によって液体のアルカリ金属原子が第３部分に移動する方向をユーザーに通知することで、重力の作用によって液体のアルカリ金属原子が第１部分に移動し難い配置の方向をユーザーが認識することを補助することができる。
【００２９】
［適用例１１］
本適用例に係る周波数信号生成システムは、基板と、前記基板の面に配置された光源と、気体のアルカリ金属原子が存在し、前記光源から出射された光が通過する第１部分と、液体のアルカリ金属原子が存在する第２部分と、前記第１部分と前記第２部分とを接続する第３部分と、を含み、前記面に配置されたガスセルと、前記基板、前記光源、および前記ガスセルを収容する容器と、前記容器が配置された配置基板と、前記配置基板に設けられたストッパーと、を含む周波数信号生成装置と、前記基板の前記面を重力方向に沿わせて前記周波数信号生成装置が挿入される開口部を有するラックと、を含み、前記液体のアルカリ金属原子が重力の作用によって前記第３部分に移動する方向が重力の作用する方向に沿う向きで前記周波数信号生成装置を前記開口部に挿入する場合に、前記ストッパーは前記ラックに接触することによって前記周波数信号生成装置が前記開口に挿入されることを妨げる。
【００３０】
本適用例に係る周波数信号生成システムでは、ガスセルは、光源から出射された光が通過する第１部分と、液体のアルカリ金属原子が存在する第２部分と、第１部分と第２部分とを接続する第３部分と、を含むので、第２部分に存在する液体のアルカリ金属原子が第１部分へ近づく場合には、液体のアルカリ金属原子は第３部分を通過する。そして、液体のアルカリ金属原子が重力の作用によって第３部分に移動する方向が重力の作用する方向に沿う向きで周波数信号生成装置を開口部に挿入する場合に、ストッパーはラックに接触することによって周波数信号生成装置が開口部に挿入されることを妨げることで、重力の作用によって液体のアルカリ金属原子が第１部分に移動し難い配置の方向をユーザーが認識することを補助することができる。
【００３１】
［適用例１２］
本適用例に係る周波数信号生成システムは、基板と、前記基板の面に配置された光源と、気体のアルカリ金属原子が存在し、前記光源から出射された光が通過する第１部分と、
液体のアルカリ金属原子が存在する第２部分と、前記第１部分と前記第２部分とを接続する第３部分と、を含み、前記面に配置されたガスセルと、前記基板、前記光源、および前記ガスセルを収容する容器と、前記容器が配置され、前記基板と対向する配置基板と、を含む周波数信号生成装置と、前記基板の前記面を重力方向に沿わせて前記周波数信号生成装置が挿入される開口部を有するラックと、を含み、前記配置基板は、前記容器が配置された前記配置基板の面の法線方向からみた場合に、前記液体のアルカリ金属原子が重力の作用によって前記第３部分に移動する方向に沿った第１方向の長さと、前記法線および前記第１方向に垂直な第２方向の長さとが異なり、前記第１方向の長さと、前記開口部の長手方向の長さとの差は、前記第２方向の長さと、前記開口部の長手方向の長さとの差よりも大きい。
【００３２】
本適用例に係る周波数信号生成システムでは、ガスセルは、光源から出射された光が通過する第１部分と、液体のアルカリ金属原子が存在する第２部分と、第１部分と第２部分とを接続する第３部分と、を含むので、第２部分に存在する液体のアルカリ金属原子が第１部分へ近づく場合には、液体のアルカリ金属原子は第３部分を通過する。そして、配置基板は、配置基板の面の法線方向からみた場合に、液体のアルカリ金属原子が重力の作用によって第３部分に移動する方向に沿った第１方向の長さと、法線および前記第１方向に垂直な第２方向の長さとが異なり、第１方向の長さと、開口部の長手方向の長さとの差は、第２方向の長さと、開口部の長手方向の長さとの差よりも大きいことにより、重力の作用によって液体のアルカリ金属原子が第１部分に移動し難い配置の方向をユーザーが認識することを補助することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１実施形態に係る周波数信号生成装置を示す概略図。
【図２】第１実施形態に係る周波数信号生成装置を模式的に示す断面図。
【図３】第１実施形態に係る周波数信号生成装置を模式的に示す平面図。
【図４】第１実施形態に係る周波数信号生成装置を模式的に示す平面図。
【図５】第１実施形態に係る周波数信号生成装置を模式的に示す側面図。
【図６】第１実施形態に係る周波数信号生成装置のガスセルを模式的に示す斜視図。
【図７】第１実施形態に係る周波数信号生成装置のガスセルを模式的に示す断面図。
【図８】第１実施形態に係る周波数信号生成装置のガスセルを模式的に示す断面図。
【図９】第１実施形態に係る周波数信号生成装置のガスセルを模式的に示す断面図。
【図１０】第１実施形態に係る周波数信号生成装置を模式的に示す平面図。
【図１１】第１実施形態に係る周波数信号生成装置を模式的に示す平面図。
【図１２】第１実施形態の第１変形例に係る周波数信号生成装置のガスセルを模式的に示す斜視図。
【図１３】第１実施形態の第１変形例に係る周波数信号生成装置のガスセルを模式的に示す断面図。
【図１４】第１実施形態の第２変形例に係る周波数信号生成装置のガスセルを模式的に示す斜視図。
【図１５】第１実施形態の第２変形例に係る周波数信号生成装置のガスセルを模式的に示す断面図。
【図１６】第１実施形態の第３変形例に係る周波数信号生成装置のガスセルを模式的に示す斜視図。
【図１７】第１実施形態の第３変形例に係る周波数信号生成装置のガスセルを模式的に示す断面図。
【図１８】第１実施形態の第４変形例に係る周波数信号生成装置のガスセルを模式的に示す斜視図。
【図１９】第１実施形態の第４変形例に係る周波数信号生成装置のガスセルを模式的に示す断面図。
【図２０】第２実施形態に係る周波数信号生成装置のガスセルを模式的に示す斜視図。
【図２１】第２実施形態に係る周波数信号生成装置のガスセルを模式的に示す断面図。
【図２２】第２実施形態の変形例に係る周波数信号生成装置のガスセルを模式的に示す斜視図。
【図２３】第２実施形態の変形例に係る周波数信号生成装置のガスセルを模式的に示す断面図。
【図２４】第３実施形態に係る周波数信号生成装置を模式的に示す斜視図。
【図２５】第３実施形態に係る周波数信号生成装置を模式的に示す斜視図。
【図２６】第３実施形態に係る周波数信号生成装置を模式的に示す斜視図。
【図２７】第３実施形態に係る周波数信号生成装置を模式的に示す平面図。
【図２８】第４実施形態に係る周波数信号生成装置を模式的に示す斜視図。
【図２９】第４実施形態に係る周波数信号生成装置を模式的に示す平面図。
【図３０】第５実施形態に係る周波数信号生成システムを模式的に示す平面図。
【図３１】第５実施形態に係る周波数信号生成システムの機能ブロック図。
【図３２】第６実施形態に係るクロック伝送システムを示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００３５】
１．  第１実施形態
１．１．  原子発振器
１．１．１．  構成
まず、第１実施形態に係る周波数信号生成装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る周波数信号生成装置１００を示す概略図である。
【００３６】
周波数信号生成装置１００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原子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。また、本発明に係る周波数信号生成装置は、光およびマイクロ波による二重共鳴現象を利用した原子発振器であってもよい。
【００３７】
周波数信号生成装置１００は、図１に示すように、発光素子モジュール１０と、ガスセルユニット２０と、発光素子モジュール１０とガスセルユニット２０との間に設けられている光学系ユニット３０と、発光素子モジュール１０およびガスセルユニット２０の作動を制御する制御ユニット５０と、を含む。以下、まず、周波数信号生成装置１００の概略について説明する。
【００３８】
発光素子モジュール１０は、ペルチェ素子１１と、発光素子１２と、温度センサー１３と、を有している。発光素子１２は、周波数の異なる２種の光を含んでいる直線偏光の光ＬＬを出射する。温度センサー１３は、発光素子１２の温度を検出する。ペルチェ素子１１は、発光素子１２の温度を調節（発光素子１２を加温または冷却）する。
【００３９】
光学系ユニット３０は、減光フィルター３１と、レンズ３２と、１／４波長板３３と、
を有している。減光フィルター３１は、発光素子１２から出射された光ＬＬの強度を減少させる。レンズ３２は、光ＬＬの放射角度を調整する（例えば光ＬＬを平行光とする）。１／４波長板３３は、光ＬＬに含まれる周波数の異なる２種の光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。
【００４０】
ガスセルユニット２０は、ガスセル２１と、受光素子２２と、ヒーター２３と、温度センサー２４と、コイル２５と、を有している。
【００４１】
ガスセル２１は、光透過性を有し、ガスセル２１には、アルカリ金属が収容されている。アルカリ金属原子は、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。ガスセル２１には、発光素子１２から出射された光ＬＬが減光フィルター３１、レンズ３２、および１／４波長板３３を介して入射する。そして、受光素子２２は、ガスセル２１を通過した光ＬＬを受光し、検出する。
【００４２】
ヒーター２３は、ガスセル２１に収容されたアルカリ金属原子を加熱し、アルカリ金属原子の少なくとも一部をガス状態とする。温度センサー２４は、ガスセル２１の温度を検出する。コイル２５は、ガスセル２１に収容されたアルカリ金属原子に所定方向の磁場を印加し、アルカリ金属原子のエネルギー準位をゼーマン分裂させる。アルカリ金属原子がゼーマン分裂した状態において、円偏光の共鳴光対がアルカリ金属原子に照射されると、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信号が大きくなる。その結果、周波数信号生成装置１００の発振特性を向上させることができる。
【００４３】
制御ユニット５０は、温度制御部５１と、光源制御部５２と、磁場制御部５３と、温度制御部５４と、を有している。温度制御部５１は、温度センサー２４の検出結果に基づいて、ガスセル２１の内部が所望の温度となるように、ヒーター２３への通電を制御する。磁場制御部５３は、コイル２５が発生する磁場が一定となるように、コイル２５への通電を制御する。温度制御部５４は、温度センサー１３の検出結果に基づいて、発光素子１２の温度が所望の温度となるように、ペルチェ素子１１への通電を制御する。
【００４４】
光源制御部５２は、受光素子２２の検出結果に基づいて、ＥＩＴ現象が生じるように、発光素子１２から出射された光ＬＬに含まれる２種の光の周波数を制御する。ここで、これら２種の光がガスセル２１に収容されたアルカリ金属原子の２つの基底準位間のエネルギー差に相当する周波数差の共鳴光対となったとき、ＥＩＴ現象が生じる。光源制御部５２は、２種の光の周波数の制御に同期して安定化するように発振周波数が制御される電圧制御型発振器（図示せず）を備えており、この電圧制御型発振器（ＶＣＯ）の出力信号を周波数信号生成装置１００の出力信号（クロック信号）として出力する。
【００４５】
以上、周波数信号生成装置１００の概略について説明した。以下、図２および図３に基づいて、周波数信号生成装置１００のより具体的な構成について説明する。
【００４６】
図２は、周波数信号生成装置１００を模式的に示す断面図である。図３は、周波数信号生成装置１００を模式的に示す平面図である。なお、図２は、図３のＩＩ−ＩＩ線断面図である。また、図２，３および後述する図４〜２２では、互いに直交する３軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示している。また、便宜上、図３では、パッケージ６０の蓋体６４の図示を省略している。また、図３では、光学系ユニット３０のホルダー３４については、ＸＹ平面で切断した断面図を示している。
【００４７】
周波数信号生成装置１００は、発光素子モジュール１０と、ガスセルユニット２０と、光学系ユニット３０と、光学系ユニット３０を支持している基板４０と、発光素子モジュール１０およびガスセルユニット２０に電気的に接続されている制御ユニット５０と、これらを収容しているパッケージ（容器）６０と、配置基板７０と、を含む。
【００４８】
ここで、Ｚ軸は、基板４０の面４２に垂直な軸であり、＋方向は、基板４０から配置されている部品へ向かう方向である。Ｘ軸は、発光素子モジュール１０からの光ＬＬに沿う軸であり、＋方向は、光の進む方向である。言い換えると、Ｘ軸は、発光素子モジュール１０とガスセルユニット２０との配列方向に沿う軸であり、＋方向は、発光素子モジュール１０からガスセルユニット２０へ向かう方向である。Ｙ軸は、Ｘ軸およびＺ軸に垂直な軸である。
【００４９】
発光素子モジュール１０は、ペルチェ素子１１と、発光素子１２と、温度センサー１３と、これらを収納しているパッケージ１４と、を有している。発光素子１２は、例えば、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ）である。発光素子１２は、光ＬＬを出射する光源である。以下では、発光素子１２を光源１２とも言う。
【００５０】
光学系ユニット３０は、発光素子モジュール１０を保持している。光学系ユニット３０は、減光フィルター３１と、レンズ３２と、１／４波長板３３と、これらを保持しているホルダー３４と、を有している。
【００５１】
ホルダー３４には、貫通孔３５が設けられている。貫通孔３５は、光ＬＬの通過領域であり、貫通孔３５に、減光フィルター３１、レンズ３２、および１／４波長板３３がこの順で配置されている。図３に示すように、減光フィルター３１は、光ＬＬの光軸Ａを法線とする面に対して傾斜した姿勢で、図示しない接着剤等によりホルダー３４に対して固定されている。レンズ３２および１／４波長板３３は、それぞれ、光軸Ａを法線とする面に沿った姿勢で、図示しない接着剤等によりホルダー３４に対して固定されている。貫通孔３５の減光フィルター３１側（−Ｘ軸方向左側）の端部には、図示しない取付部材により発光素子モジュール１０が取り付けられている。ホルダー３４は、例えば、アルミニウム等の金属材料で構成されており、放熱性を有する。これにより、発光素子モジュール１０の放熱を効率的に行うことができる。
【００５２】
なお、光学系ユニット３０は、光源１２からの光ＬＬの強度、放射角度等によっては、減光フィルター３１およびレンズ３２のうちの少なくとも一方を省略することができる。また、光学系ユニット３０は、減光フィルター３１、レンズ３２、および１／４波長板３３以外の光学素子を有していてもよい。また、減光フィルター３１、レンズ３２、および１／４波長板３３の配置順は、図示の順に限定されず、任意である。
【００５３】
ガスセルユニット２０は、ガスセル２１と、受光素子２２と、ヒーター２３と、温度センサー２４と、コイル２５と、これらを収納しているパッケージ２６と、を有している。
【００５４】
ガスセル２１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収容されている。ガスセル２１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原子とともに収容されていてもよい。ガスセル２１の詳細な説明は、後述する。
【００５５】
受光素子２２は、ガスセル２１に対して発光素子モジュール１０とは反対側に配置されている。受光素子２２としては、ガスセル２１の内部を透過した光ＬＬ（共鳴光対）の強度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
ド等の光検出器が挙げられる。
【００５６】
ヒーター２３は、図示しないが、例えば、ガスセル２１の＋Ｚ軸方向側に配置されているか、または、金属等の熱伝導性部材を介して、ガスセル２１に接続されている。ヒーター２３としては、ガスセル２１（より具体的にはガスセル２１に収容されたアルカリ金属原子）を加熱することができれば、特に限定されないが、例えば、発熱抵抗体を有する各種ヒーター、ペルチェ素子等が挙げられる。
【００５７】
温度センサー２４は、図示しないが、例えば、ガスセル２１またはヒーター２３の近傍に配置されている。温度センサー２４としては、ガスセル２１またはヒーター２３の温度を検出することができれば、特に限定されないが、例えば、サーミスタ、熱電対等の公知の各種温度センサーが挙げられる。
【００５８】
コイル２５は、図示しないが、例えば、ガスセル２１の外周に沿って巻回して設けられているソレノイド型のコイル、または、ガスセル２１を介して対向するヘルムホルツ型の１対のコイルである。コイル２５は、ガスセル２１の内部に光ＬＬの光軸Ａに沿った方向（平行な方向）の磁場を発生させる。これにより、ガスセル２１に収容されたアルカリ金属原子の縮退している異なるエネルギー準位間のギャップをゼーマン分裂により拡げて、分解能を向上させ、ＥＩＴ信号の線幅を小さくすることができる。なお、コイル２５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。
【００５９】
パッケージ２６は、図示しないが、例えば、板状の基体と、この基体に接合されている蓋体と、を有し、これらの間に、ガスセル２１、受光素子２２、ヒーター２３、温度センサー２４、およびコイル２５を収納している気密空間を形成している。基体は、ガスセル２１、受光素子２２、ヒーター２３、温度センサー２４、およびコイル２５を直接的または間接的に支持している。基体の外表面には、受光素子２２、ヒーター２３、温度センサー２４、およびコイル２５に電気的に接続されている複数の端子が設けられている。蓋体は、一端部が開口した有底筒状をなし、その開口が基体により塞がれている。蓋体の他端部（底部）には、光ＬＬに対する透過性を有する窓部２７が設けられている。
【００６０】
パッケージ２６の基体および蓋体の窓部以外の部分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、金属等が挙げられる。窓部２７の構成材料としては、例えば、ガラス材料等が挙げられる。基体と蓋体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）等が挙げられる。パッケージ２６内は、大気圧よりも減圧されていることが好ましい。これにより、簡単かつ高精度に、ガスセル２１の温度を制御することができる。その結果、周波数信号生成装置１００の特性を向上させることができる。
【００６１】
基板４０は、面４２を有している。面４２は、基板４０の＋Ｚ軸方向側を向く面である。面４２は、例えば、領域４２ａ，４２ｂ，４２ｃを有している。領域４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、例えば、互いに平行な面である。Ｚ軸方向からみて、領域４２ｂは、例えば、領域４２ａと領域４２ｃとの間に位置している。
【００６２】
図示の例では、光源１２は、ホルダー３４を介して、面４２の領域４２ａに配置されている。ガスセル２１は、パッケージ２６を介して、面４２の領域４２ｃに配置されている。このように、本願発明において、Ａ部材がＢ面に配置されているとは、Ａ部材が直接的にＢ面に配されている場合と、Ａ部材がＣ部材を介して間接的にＢ面に配置されている場合と、を含む。
【００６３】
面４２の領域４２ａは、ホルダー３４の−Ｚ軸方向側の面に沿っている。面４２の領域４２ａと領域４２ｂとの間には、段差部４４が形成されている。段差部４４は、ホルダー３４の−Ｚ軸方向側の面の段差部と係合して、ホルダー３４がガスセルユニット２０側（＋Ｘ軸方向側）へ移動するのを規制する。
【００６４】
同様に、面４２の領域４２ｃは、パッケージ２６の−Ｚ軸方向側の面に沿っている。面４２の領域４２ｂと領域４２ｃとの間には、段差部４６が形成されている。段差部４６は、パッケージ２６の−Ｘ軸方向側の面と係合して、パッケージ２６が光学系ユニット３０側（−Ｘ軸方向側）へ移動するのを規制する。
【００６５】
このように、基板４０により、ガスセルユニット２０および光学系ユニット３０の相対的な位置関係を規定することができる。そして、発光素子モジュール１０がホルダー３４に対して固定されているため、ガスセルユニット２０および光学系ユニット３０に対する発光素子モジュール１０の相対的な位置関係も規定されることとなる。ここで、パッケージ２６およびホルダー３４は、それぞれ、図示しないネジ等の固定部材により、基板４０に対して固定されている。また、基板４０は、図示しないネジ等の固定部材により、パッケージ６０に対して固定されている。基板４０は、例えば、アルミニウム等の金属材料で構成されており、放熱性を有する。これにより、発光素子モジュール１０の放熱を効率的に行うことができる。
【００６６】
制御ユニット５０は、図３に示すように、回路基板５５と、回路基板５５に設けられている２つのコネクター５６ａ，５６ｂと、発光素子モジュール１０に接続されているリジット配線基板５７ａと、ガスセルユニット２０に接続されているリジット配線基板５７ｂと、コネクター５６ａとリジット配線基板５７ａとを接続しているフレキシブル配線基板５８ａと、コネクター５６ｂとリジット配線基板５７ｂとを接続しているフレキシブル配線基板５８ｂと、回路基板５５を貫通している複数のリードピン５９と、を有している。
【００６７】
回路基板５５には、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップ（図示せず）が設けられている。ＩＣチップは、温度制御部５１、光源制御部５２、磁場制御部５３、および温度制御部５４として機能する。回路基板５５には、基板４０が挿通されている貫通孔５５ａが設けられている。回路基板５５は、複数のリードピン５９を介して、パッケージ６０に対して支持されている。複数のリードピン５９は、それぞれ、パッケージ６０の内外を貫通しており、回路基板５５に電気的に接続されている。
【００６８】
なお、回路基板５５と発光素子モジュール１０とを電気的に接続する構成、および、回路基板５５とガスセルユニット２０とを電気的に接続する構成は、図示のコネクター５６ａ，５６ｂ、リジット配線基板５７ａ，５７ｂ、およびフレキシブル配線基板５８ａ，５８ｂに限定されず、それぞれ、他の公知のコネクターおよび配線であってもよい。
【００６９】
パッケージ６０は、発光素子モジュール１０、ガスセルユニット２０、光学系ユニット３０、基板４０、および制御ユニット５０を収容している。パッケージ６０は、基板４０が配置された基体６２と、基体６２と対向配置された蓋体６４と、を有している。パッケージ６０は、例えば、コバール等の金属材料で構成されており、磁気シールド性を有している。これにより、外部磁場が周波数信号生成装置１００の特性に悪影響を与えるのを低減することができる。なお、パッケージ６０内は、減圧されていてもよいし、大気圧であってもよい。
【００７０】
ここで、図４は、周波数信号生成装置１００を模式的に示す平面図である。図５は、周波数信号生成装置１００を模式的に示す側面図である。
【００７１】
配置基板７０は、基板４０と対向している。配置基板７０は、基板４０の面４２と対向する面を有している。配置基板７０には、図２〜図５に示すように、パッケージ６０が配置されている。図２に示す例では、配置基板７０には、リードピン５９と係合している係合部７１が設けられ、これにより、パッケージ６０は、配置基板７０に固定されている。配置基板７０には、リードピン５９と接続する配線（図示せず）が設けられ、配線は、外部部材（図示せず）と接続可能に構成されている。配置基板７０には、外部部材からの信号を、制御ユニット５０に送るための電子部品（図示せず）が設けられていてもよい。配置基板７０は、例えば、プリント基板である。
【００７２】
周波数信号生成装置１００は、図４および図５に示すように、標識８０を含む。図示の例では、標識８０は、パッケージ６０に付されている。具体的には、標識８０は、パッケージ６０の＋Ｚ軸方向を向く面に付されている。標識８０は、パッケージ６０に付された文字および記号の少なくとも一方が表示された表示部材である。図示の例では、標識８０には、「矢印の方向を下向きにしないでください。」という文字と、＋Ｘ軸方向を指す矢印（記号）と、が表示されている。標識８０の表示された文字および記号は、ガスセル２１に収容された液体のアルカリ金属原子の配置に関係している（詳細は後述）。標識８０の形態は、特に限定されず、シール（文字や記号が表示されたシール）でもよいし、パッケージ６０に接着剤等を介して接着されたプラスチック板（文字や記号が表示されたプラスチック板）であってもよい。
【００７３】
なお、標識８０の文字は、特に限定されず、例えば、「下向き禁止」、「禁止方向」、「こちらを下にしない」などであってもよい。標識８０の文字は、特に限定されず、例えば、矢印、バツ印、円と円の直径を斜めに横切る線分とを含む禁止記号、などであってもよい。また、文字、記号および構造体の少なくとも一つと色彩とを組み合わせてもよい。また、標識８０には、「矢印の方向下向を、水平よりも下向きにしないでください。」という文字と、矢印と、が表示されていてもよい。なお、標識８０が指定する角度はガスセル２１の構造等により適当な所定範囲とすることができる。また、標識８０は、例えば「○」という記号が表示された表示部材であり、パッケージ６０の所定の面に付されていてもよい。
【００７４】
１．１．２．  ガスセル
次に、ガスセル２１の詳細な構造について、詳細に説明する。図６は、ガスセル２１を模式的に示す斜視図である。図７は、ガスセル２１を模式的に示す図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。図８は、ガスセル２１を模式的に示す図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。図９は、ガスセル２１を模式的に示す図６のＩＸ−ＩＸ線断面図である。
【００７５】
ガスセル２１は、図６〜図９に示すように、内部に空間１１０を備えている。空間１１０には、気体のアルカリ金属原子および液体のアルカリ金属原子２が存在している。空間１１０は、例えば、アルカリ金属原子の飽和蒸気となっている。空間１１０は、キャビティー１１１と、リザーバー１１２と、連通孔１１３と、を有している。ガスセル２１は、例えば、複数のガラス板を貼り合わせることによって形成される。
【００７６】
キャビティー１１１は、例えば、円筒状の空間である。キャビティー１１１は、光源１２から出射された光ＬＬが通過する空間の第１部分１１４を有している。以下では、空間の第１部分１１４を光通過部分１１４とも言う。また、空間の第１部分１１４は、第１空間部分１１４と称してもよい。図示の例では、光通過部分１１４は、円筒状である。光ＬＬは、Ｘ軸方向に（Ｘ軸に沿って）進行する。光通過部分１１４には、気体のアルカリ金属原子が存在する。
【００７７】
リザーバー１１２は、キャビティー１１１と離間して設けられている。リザーバー１１
２は、例えば、円筒状の空間である。リザーバー１１２の幅（例えばＺ軸方向の大きさ）は、キャビティー１１１の幅（例えばＺ軸方向の大きさ）よりも小さい。リザーバー１１２には、液体のアルカリ金属原子２が存在する。リザーバー１１２は、液体のアルカリ金属原子２が存在する空間の第２部分１１５を有している。空間の第２部分１１５は、第２空間部分１１５と称してもよい。
【００７８】
連通孔１１３は、キャビティー１１１とリザーバー１１２とを連通する孔である。ガスセル２１は、キャビティー１１１とリザーバー１１２との間に壁部１２０を有している。連通孔１１３は、壁部１２０に設けられている。図示の例では、連通孔１１３は、略直方体の形状である。
【００７９】
ガスセル２１は、空間１１０を規定する内面１３０を有している。図示の例では、内面１３０は、第１面１３１と、第２面１３２と、第３面１３３と、第４面１３４と、第５面１３５と、を有している。
【００８０】
第１面１３１は、キャビティー１１１の−Ｘ軸方向側の端を規定する面である。第２面１３２は、キャビティー１１１の＋Ｘ軸方向側の端を規定する面である。図示の例では、第２面１３２は、さらに、リザーバー１１２および連通孔１１３の＋Ｘ軸方向側の端を規定している。第１面１３１および第２面１３２は、ＹＺ平面に平行な面である。第３面１３３は、リザーバー１１２を規定する面である。図示の例では、第３面１３３は、リザーバー１１２の＋Ｘ軸方向側の端を規定する第４面１３４と、第２面１３２と、を接続する面である。第５面１３５は、連通孔１１３を規定する面である。図示の例では、第５面１３５は、連通孔１１３の＋Ｙ軸方向側の端を規定する面である。
【００８１】
内面１３０は、光源１２から出射された光ＬＬの入射面１４０ａまたは射出面１４０ｂとなる第１領域１４０と、液体のアルカリ金属原子２が存在する第２領域１４２と、第１領域１４０と第２領域１４２とを接続する第３領域１４４と、を有している。
【００８２】
第１領域１４０は、２つ設けられている。一方の第１領域１４０は、光ＬＬの入射面１４０ａであり、第１面１３１の一部である。他方の第１領域１４０は、光ＬＬの射出面１４０ｂであり、第２面１３２の一部である。第１領域１４０は、第１面１３１の光ＬＬが通過する部分、および、第２面１３２の光ＬＬが通過する部分、ということができる。
【００８３】
第２領域１４２は、第３面１３３の一部である。第２領域１４２は、ガスセル２１が配置された基板４０の面４２を重力方向に垂直な方向に沿わせた場合に液体のアルカリ金属原子２と接している、第３面１３３の部分である。換言すると、第２領域１４２は、設計上通常の使用状態とされたガスセル２１の配置において、液体のアルカリ金属原子２と接する、ガスセル２１の内面１３０の一部である。本実施形態では、−Ｚ軸方向が重力の作用する方向となる配置が、通常の使用状態である。なお、−Ｚ軸方向が重力の作用する方向となる配置が、通常の使用状態であることは、本実施形態に限らず、変形例および他の実施形態についても同様である。
【００８４】
第３領域１４４は、第１領域１４０と第２領域１４２とを接続する領域である。ここで、「第１領域１４０と第２領域１４２とを接続する第３領域１４４」とは、第１領域１４０と第２領域１４２との間に位置する、内面１３０の部分である。内面１３０伝いに第１領域１４０および第２領域１４２の一方から他方へ至ることができる、内面１３０の部分と言ってもよい。例えば、第１領域１４０と第２領域１４２とを接続する最短の経路で説明すると、第３領域１４４は、図７および図９に示すように、第１領域１４０と第２領域１４２とを最短で結ぶ線ＬＡが通る面であって、直線ＬＢと直線ＬＣとの間の領域ということができる。ここで、直線ＬＢは、線ＬＡと第１領域１４０の外縁との交点を通り直線
ＬＡと直交する直線である。直線ＬＣは、線ＬＡと第２領域１４２の外縁との交点を通り直線ＬＡと直交する直線である。図示の例では、線ＬＡは、射出面１４０ｂと第２領域１４２とを結ぶ線である。
【００８５】
図示の例では、第３領域１４４は、第２面１３２の直線ＬＢよりも−Ｚ軸方向側の領域と、第３面１３３の直線ＬＣよりも＋Ｘ軸方向側の領域と、第５面１３５と、によって構成されている。
【００８６】
ガスセル２１は、図７に示すように、第１領域１４０と第１空間部分１１４とを含む第１部分１５０と、第２領域１４２と第２空間部分１１５とを含む第２部分１５２と、第３領域１４４である第３部分１５４と、を含む。
【００８７】
１．１．３．  標識とガスセルとの関係
標識８０は、基板４０の面４２を重力方向に沿わせた場合に、液体のアルカリ金属原子２が重力の作用によって、空間１１０の光通過部分１１４に移動する方向を示している。具体的には、標識８０は、面４２を重力方向に沿わせた場合に、第２領域１４２の液体のアルカリ金属原子２が重力の作用によって、第３領域１４４に移動する方向を示している。本実施形態では、液体のアルカリ金属原子２は、重力の作用によって、ガスセル２１の内面１３０を伝わって移動する。つまり、標識８０は、液体のアルカリ金属原子２が重力の作用によって光通過部分１１４に近づく場合、さらに換言すると、液体のアルカリ金属原子２が、光通過部分１１４の気体のアルカリ金属原子に与える影響が大きくなる方向へ重力の作用によって移動する場合の、ガスセル内の経路の少なくとも一部を表している。
【００８８】
図７に示す例では、＋Ｘ軸方向が重力の作用する方向となった場合、第２領域１４２の液体のアルカリ金属原子２は、重力の作用によって第３領域１４４に移動する。したがって、標識８０は、図４に示すように、＋Ｘ軸方向を示す。
【００８９】
上記のように、＋Ｘ軸方向が重力の作用する方向となった場合、第３面１３３に設けられた液体のアルカリ金属原子２は、重力の作用によって第２面１３２に移動するが、第２面１３２に移動した液体のアルカリ金属原子２は、重力の作用によっては、射出面１４０ｂには移動しない。しかしながら、第２面１３２に移動した液体のアルカリ金属原子２からはアルカリ金属原子が気体となって拡散するため、光ＬＬに影響を与える場合がある。したがって、液体のアルカリ金属原子２が第３領域１４４に移動して第２面１３２に至ることは、好ましくない。
【００９０】
周波数信号生成装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００９１】
周波数信号生成装置１００では、基板４０の面４２を重力方向に沿わせた場合に、液体のアルカリ金属原子２が重力の作用によって第３領域１４４に移動する方向を示す標識８０を含む。そのため、ユーザーは、重力の作用によって液体のアルカリ金属原子２が移動する方向を認識できる。したがって、周波数信号生成装置１００では、標識８０により、重力の作用によって液体のアルカリ金属原子２が光通過部分１１４に向かって移動し難い配置の方向をユーザーが認識することを補助することができる。その結果、周波数信号生成装置１００では、原子発振器の周波数の予期せぬ変動を抑制することができる。
【００９２】
周波数信号生成装置１００では、標識８０は、パッケージ６０に付され文字および記号の少なくとも一方が表示された表示部材である。そのため、周波数信号生成装置１００では、例えば、シールからなる標識８０をパッケージ６０に付すだけで、容易に、ユーザーに禁止方向（面４２を重力方向に沿わせた場合に、液体のアルカリ金属原子２が重力の作用によって第３領域１１６に移動する方向）を通知することができる。
【００９３】
周波数信号生成装置１００では、ガスセル２１は、光源１２から出射された光ＬＬが通過するキャビティー１１１と、液体のアルカリ金属原子２が存在するリザーバー１１２と、を有する。そのため、周波数信号生成装置１００では、リザーバー１１２が無い場合よりも、液体のアルカリ金属原子２がキャビティー１１１に存在する気体のアルカリ金属原子のエネルギー状態に影響を与えにくくできる。したがって、液体のアルカリ金属原子２が周波数信号生成装置１００の周波数に与える影響を小さくすることができる。
【００９４】
周波数信号生成装置１００では、ガスセル２１は、キャビティー１１１とリザーバー１１２との間に壁部１２０を有し、壁部１２０には、キャビティー１１１とリザーバー１１２とを接続する連通孔１１３が設けられている。そのため、周波数信号生成装置１００では、リザーバー１１２に存在する液体のアルカリ金属原子２がキャビティー１１１に存在する気体のアルカリ金属原子に影響を与えることを抑制でき、かつ、連通孔１１３を通して、キャビティー１１１をアルカリ金属原子の飽和蒸気圧にすることができる。
【００９５】
なお、図１０に示すように、また、パッケージ６０に直接文字および記号の少なくとも一方が付されていてもよい。この場合は、パッケージ６０が標識８０を兼ねる。また、標識８０はパッケージ６０に設けられた構造体であってもよい。例えば、パッケージの一部に凹凸構造を設けたり、凹凸構造がある部材を表示部材としてパッケージ６０に付したりしてもよい。
【００９６】
なお、図１１に示すように、標識８０は、パッケージ６０ではなく、配置基板７０に付された表示部材であってもよい。標識８０は、配置基板７０のパッケージ６０が配置されている面に付されていてもよいし、パッケージ６０が配置されている面とは、反対側の面に付されていてもよい。配置基板７０に付された標識８０の具体例については、パッケージ６０に付された標識８０と同様である。また、パッケージ６０と配置基板７０との両方に付されている等、複数個所に標識８０が付されていてもよい。
【００９７】
また、標識８０は、基板４０の面４２を重力方向に沿わせた場合に、液体のアルカリ金属原子２が重力の作用によって空間１１０の光通過部分１１４に移動する方向（禁止方句）とは、反対方向を示すことにより、間接的に禁止方向を示していてもよい。例えば、標識８０の矢印が−Ｘ軸方向を示しており、標識８０に、「矢印の方向を上向きにしてください。」という文字が記載されていてもよい。標識８０が禁止方向を直接示す場合は、適切でない配置をユーザーが認識しやすい。標識８０が禁止方向でない方向を示す場合は、示された方向に従って配置すれば適切な配置となるので、ユーザーはより容易に適切な配置を理解できる。なお、配置してもよい向きは一通りとは限らない。例えば本実施形態では、＋Ｘ軸方向、＋Ｙ軸方向、−Ｙ軸方向は重力方向に沿わせてもよい。そのため、これらの方向のうち２以上の方向を、例えば「いずれかの矢印の方向を上向きにしてください」などと、標識８０で示してもよい。また、標識８０に、「矢印の方向を、水平よりも上向きにしてください。」という文字と、矢印と、が表示されていてもよい。なお、標識８０が指定する角度はガスセル２１の構造等により適当な所定範囲とすることができる。
【００９８】
１．２．  周波数信号生成装置の変形例
１．２．１．  第１変形例
次に、第１実施形態の第１変形例に係る周波数信号生成装置１０１について、図面を参照しながら説明する。図１２は、第１実施形態の第１変形例に係る周波数信号生成装置１０１のガスセル２１を模式的に示す斜視図である。図１３は、第１実施形態の第１変形例に係る周波数信号生成装置１０１のガスセル２１を模式的に示す図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図である。
【００９９】
以下、第１実施形態の第１変形例に係る周波数信号生成装置１０１において、上述した周波数信号生成装置１００の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。このことは、後述する第１実施形態の第２，第３，第４変形例に係る周波数信号生成装置において、同様である。
【０１００】
上述した周波数信号生成装置１００のガスセル２１では、図６および図７に示すように、第１領域１４０と第２領域１４２とは、ガスセル２１の内面１３０の異なる面に設けられていた。これに対し、周波数信号生成装置１０１のガスセル２１では、図１２および図１３に示すように、第１領域１４０の入射面１４０ａと第２領域１４２とは、同じ面（第１面１３１）に設けられている。
【０１０１】
周波数信号生成装置１０１のガスセル２１は、キャビティー１１１およびリザーバー１１２の形状は、直方体（立方体も含む）である。連通孔１１３は、壁部１２０に設けられ、光ＬＬの進行方向に延出したスリット状の孔である。連通孔１１３は、光通過部分１１４の＋Ｙ軸方向側に設けられている。
【０１０２】
ガスセル２１の内面１３０は、第１面１３１と、第２面１３２と、を有している。第１面１３１は、キャビティー１１１、リザーバー１１２、および連通孔１１３の−Ｘ軸方向側の端を規定している。第２面１３２は、キャビティー１１１、リザーバー１１２、および連通孔１１３の＋Ｘ軸方向側の端を規定している。すなわち、キャビティー１１１、リザーバー１１２、および連通孔１１３のＸ軸方向の長さは、互いに同じである。
【０１０３】
第１領域１４０である入射面１４０ａは、第１面１３１の一部である。第２領域１４２は、第１面１３１の一部である。すなわち、入射面１４０ａと、液体のアルカリ金属原子２が設けられている第２領域１４２とは、同一平面に存在している。第１領域１４０である射出面１４０ｂは、第２面１３２の一部である。
【０１０４】
第３領域１４４は、図１３に示すように、第１面１３１の直線ＬＢと直線ＬＣとの間の領域によって構成されている。
【０１０５】
図１３に示す例では、−Ｙ軸方向が重力の作用する方向となった場合、第２領域１４２の液体のアルカリ金属原子２は、重力の作用によって第３領域１４４に移動する。したがって、標識８０は、−Ｙ軸方向を示す。ここで、「第２領域１４２の液体のアルカリ金属原子２は、重力の作用によって第３領域１４４に移動する」とは、第２領域１４２の液体のアルカリ金属原子２の全体、または一部が重力の作用によって第３領域１４４に移動することをいう。ただし、図１３に示す例では、＋Ｚ軸方向が重力の作用する方向と完全に一致した場合、液体のアルカリ金属原子２は第３領域１４４するがリザーバー１１２に留まるため、第１領域１４０へは移動しない。このような場合には、標識８０は、液体のアルカリ金属原子２が第３領域１４４を経由して第１領域１４０へ近づく方向、つまり−Ｙ軸方向を示すことが好ましく、＋Ｚ軸方向を示さなくてもよい。
【０１０６】
１．２．２．  第２変形例
次に、第１実施形態の第２変形例に係る周波数信号生成装置１０２について、図面を参照しながら説明する。図１４は、第１実施形態の第２変形例に係る周波数信号生成装置１０２のガスセル２１を模式的に示す斜視図である。図１５は、第１実施形態の第２変形例に係る周波数信号生成装置１０２のガスセル２１を模式的に示す図１４のＸＶ−ＸＶ線断面図である。
【０１０７】
上述した周波数信号生成装置１００のガスセル２１では、図６および図７に示すように、第１領域１４０と第２領域１４２とは、ガスセル２１の内面１３０の異なる面に設けら
れていた。これに対し、周波数信号生成装置１０２のガスセル２１では、図１４および図１５に示すように、第１領域１４０の入射面１４０ａと第２領域１４２とは、同じ面（第１面１３１）に設けられている。
【０１０８】
周波数信号生成装置１０１のガスセル２１は、キャビティー１１１およびリザーバー１１２の形状は、直方体（立法体も含む）である。キャビティー１１１およびリザーバー１１２は、連続している。図示の例では、リザーバー１１２は、キャビティー１１１の角部に位置している。
【０１０９】
ガスセル２１の内面１３０は、第１面１３１と、第２面１３２と、を有している。第１面１３１は、キャビティー１１１およびリザーバー１１２の−Ｘ軸方向側の端を規定している。第２面１３２は、キャビティー１１１およびリザーバー１１２の＋Ｘ軸方向側の端を規定している。すなわち、キャビティー１１１およびリザーバー１１２のＸ軸方向の長さは、互いに同じである。
【０１１０】
第１領域１４０である入射面１４０ａは、第１面１３１の一部である。第２領域１４２は、第１面１３１の一部である。すなわち、入射面１４０ａと、液体のアルカリ金属原子２が設けられている第２領域１４２とは、同一平面に存在している。第１領域１４０である射出面１４０ｂは、第２面１３２の一部である。
【０１１１】
第３領域１４４は、図１５に示すように、第１面１３１の直線ＬＢと直線ＬＣとの間の領域によって構成されている。
【０１１２】
図１５に示す例では、−Ｙ軸方向が重力の作用する方向となった場合、第２領域１４２の液体のアルカリ金属原子２は、重力の作用によって第３領域１４４に移動する。したがって、標識８０は、−Ｙ軸方向を示す。さらに、図１５に示す例では、＋Ｚ軸方向が重力の作用する方向となった場合にも、第２領域１４２の液体のアルカリ金属原子２は、重力の作用によって第３領域１４４に移動する。したがって、標識８０は、−Ｙ軸方向に加え、＋Ｚ軸方向を示していてもよい。液体のアルカリ金属原子２が重力の作用によって第３領域１４４に移動する複数の方向、本例では−Ｙ軸方向および＋Ｚ軸方向のうち、ガスセル２１の形状等に起因して、相対的に液体のアルカリ金属原子２が第３領域１４４に移動しやすい方向がある場合は、当該方向のみを示したり、当該方向を強調したりしてもよい。さらに、標識８０は、直線ＬＡに沿った方向であって、第２領域１４２から入射面１４０ａに向かう方向を示していてもよい。また、例えば−Ｙ軸方向から＋Ｚ軸方向のように、範囲を示していてもよい。これらの場合も、液体のアルカリ金属原子２が移動する方向に代えて移動しにくい方向を示したり、液体のアルカリ金属原子２が移動する方向および移動しにくい方向の両方を示したりしてもよい。
【０１１３】
１．２．３．  第３変形例
次に、第１実施形態の第３変形例に係る周波数信号生成装置１０３について、図面を参照しながら説明する。図１６は、第１実施形態の第３変形例に係る周波数信号生成装置１０３のガスセル２１を模式的に示す斜視図である。図１７は、第１実施形態の第３変形例に係る周波数信号生成装置１０３のガスセル２１を模式的に示す図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線断面図である。
【０１１４】
上述した周波数信号生成装置１００のガスセル２１では、図６および図７に示すように、空間１１０は、キャビティー１１１と、リザーバー１１２と、連通孔１１３と、を有していた。これに対し、周波数信号生成装置１０３のガスセル２１では、図１６および図１７に示すように、空間１１０は、リザーバー１１２および連通孔１１３を有していない。空間１１０は、キャビティー１１１によって構成されている。
【０１１５】
図示の例では、キャビティー１１１およびリザーバー１１２の形状は、直方体（立方体も含む）である。
【０１１６】
ガスセル２１の内面１３０は、第１面１３１と、第２面１３２と、を有している。第１面１３１は、キャビティー１１１の−Ｘ軸方向側の端を規定している。第２面１３２は、キャビティー１１１の＋Ｘ軸方向側の端を規定している。
【０１１７】
第１領域１４０である入射面１４０ａは、第１面１３１の一部である。第２領域１４２は、第１面１３１の一部である。すなわち、入射面１４０ａと、液体のアルカリ金属原子２が設けられている第２領域１４２とは、同一平面に存在している。図示の例では、液体のアルカリ金属原子２は、第１面１３１の角部に位置している。第１領域１４０である射出面１４０ｂは、第２面１３２の一部である。
【０１１８】
第３領域１４４は、図１７に示すように、第１面１３１の直線ＬＢと直線ＬＣとの間の領域によって構成されている。
【０１１９】
図１７に示す例では、−Ｙ軸方向が重力の作用する方向となった場合、第２領域１４２の液体のアルカリ金属原子２は、重力の作用によって第３領域１４４に移動する。したがって、標識８０は、−Ｙ軸方向を示す。さらに、図１７に示す例では、＋Ｚ軸方向が重力の作用する方向となった場合、第２領域１４２の液体のアルカリ金属原子２は、重力の作用によって第３領域１４４に移動する。したがって、標識８０は、−Ｙ軸方向に加え、＋Ｚ軸方向を示していてもよい。さらに、標識８０は、直線ＬＡに沿った方向であって、第２領域１４２から入射面１４０ａに向かう方向を示していてもよい。
【０１２０】
１．２．４．  第４変形例
次に、第１実施形態の第４変形例に係る周波数信号生成装置１０４について、図面を参照しながら説明する。図１８は、第１実施形態の第４変形例に係る周波数信号生成装置１０４のガスセル２１を模式的に示す斜視図である。図１９は、第１実施形態の第４変形例に係る周波数信号生成装置１０４のガスセル２１を模式的に示す図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線断面図である。
【０１２１】
上述した周波数信号生成装置１００のガスセル２１では、図６および図７に示すように、空間１１０は、キャビティー１１１と、リザーバー１１２と、連通孔１１３と、を有していた。これに対し、周波数信号生成装置１０４のガスセル２１では、図１８および図１９に示すように、空間１１０は、リザーバー１１２および連通孔１１３を有していない。空間１１０は、キャビティー１１１によって構成されている。
【０１２２】
キャビティー１１１は、第１部分１５０および第２部分１５２を含む。図示の例では、キャビティー１１１の形状は、直方体である。
【０１２３】
ガスセル２１の内面１３０は、第１面１３１と、第２面１３２と、を有している。第１面１３１は、キャビティー１１１の−Ｘ軸方向側の端を規定している。第２面１３２は、キャビティー１１１の＋Ｘ軸方向側の端を規定している。
【０１２４】
第１領域１４０である入射面１４０ａは、第１面１３１の一部である。第２領域１４２は、第１面１３１の一部である。すなわち、入射面１４０ａと、液体のアルカリ金属原子２が設けられている第２領域１４２とは、同一平面に存在している。図示の例では、液体のアルカリ金属原子２は、第１面１３１の角部に位置している。第１領域１４０である射出面１４０ｂは、第２面１３２の一部である。
【０１２５】
第３領域１４４は、図１９に示すように、第１面１３１の直線ＬＢと直線ＬＣとの間の領域によって構成されている。
【０１２６】
ここで、ガスセル２１を光ＬＬがキャビティー１１１に入射する方向（Ｘ軸方向）から見た場合に、キャビティー１１１の中心Ｏ１と、キャビティー１１１における光ＬＬの中心Ｏ２とは、異なる。光ＬＬの中心Ｏ２は、入射面１４０ａの中心である。図示の例では、中心Ｏ２は、中心Ｏ１よりも−Ｙ軸方向側に位置している。
【０１２７】
図１９に示す例では、−Ｙ軸方向が重力の作用する方向となった場合、第２領域１４２の液体のアルカリ金属原子２は、重力の作用によって第３領域１４４に移動する。したがって、標識８０は、−Ｙ軸方向を示す。
【０１２８】
周波数信号生成装置１０４では、光ＬＬがキャビティー１１１に入射する方向（Ｘ軸方向）から見た場合に、キャビティー１１１の中心Ｏ１と、キャビティー１１１における光ＬＬの中心Ｏ２とは、異なる。そのため、周波数信号生成装置１０４では、Ｘ軸方向からみて、中心Ｏ２が中心Ｏ１に対してずれている側（−Ｙ軸方向側）とは反対側（＋Ｙ軸方向側）に、液体のアルカリ金属原子２を配置することができる。換言すると、光ＬＬがガスセル２１に入射する方向から見た場合に、第１部分１５０の中心Ｏ２と液体のアルカリ金属原子２との距離は、第１部分１５０の中心Ｏ２とキャビティー１１１の中心Ｏ１との距離よりも大きい。これにより、周波数信号生成装置１０４では、光ＬＬと液体のアルカリ金属原子２との間の距離を離すことができる。なお、液体のアルカリ金属原子２とある点との距離とは、液体のアルカリ金属原子２の表面と、当該点とを結ぶ最短の距離である。
【０１２９】
なお、リザーバー１１２を有するガスセル２１において、光ＬＬがガスセル２１に入射する方向から見た場合に、第１部分１５０の中心Ｏ２と液体のアルカリ金属原子２との距離は、第１部分１５０の中心Ｏ２とキャビティー１１１の中心Ｏ１との距離よりも大きくてもよい。
【０１３０】
２．  第２実施形態
２．１．  周波数信号生成装置
次に、第２実施形態に係る周波数信号生成装置２００について、図面を参照しながら説明する。図２０は、第２実施形態に係る周波数信号生成装置２００のガスセル２１を模式的に示す斜視図である。図２１は、第２実施形態に係る周波数信号生成装置２００のガスセル２１を模式的に示す図２０のＸＸＩ−ＸＸＩ線断面図である。
【０１３１】
以下、第２実施形態に係る周波数信号生成装置２００において、上述した周波数信号生成装置１００の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
【０１３２】
上述した周波数信号生成装置１００では、周波数信号生成装置１００を縦置き（面４２を重力方向に沿わせた状態）にした場合に、液体のアルカリ金属原子２は、ガスセル２１の内面１３０を伝わって移動した。これに対し、周波数信号生成装置２００では、例えば、液体のアルカリ金属原子２の量が周波数信号生成装置１００よりも多い。そのため、周波数信号生成装置２００では、縦置きにした場合に、液体のアルカリ金属原子２は、内面１３０を伝わらずに空間１１０を移動する場合がある。
【０１３３】
周波数信号生成装置２００では、図２１に示すように、液体のアルカリ金属原子２は、リザーバー１１２の−Ｘ軸方向側の端を規定している第５面１３５に設けられている。
【０１３４】
空間１１０は、図２０および図２１に示すように、第１空間部分１１４と第２空間部分１１５とを接続する第３空間部分１１６と、を有している。周波数信号生成装置２００では、第３部分１５４は、第３空間部分１１６である。
【０１３５】
ここで、「第１空間部分１１４と第２空間部分１１５とを接続する第３空間部分１１６」とは、第１空間部分１１４と第２空間部分１１５との間に位置する、空間１１０の部分である。空間１１０を通って第１空間部分１１４および第２空間部分１１５の一方から他方へ至ることができる、空間１１０の部分と言ってもよい。例えば、第１空間部分１１４と第２空間部分１１５とを接続する最短の経路で説明すると、第３空間部分１１６は、第１空間部分１１４と第２空間部分１１５と最短で結ぶ線ＬＤが通る空間であって、平面ＳＡと平面ＳＢとの間の領域である。図示の例では、線ＬＤは、線分ＬＤ１と線分ＬＤ２とによって構成されている。平面ＳＡは、線ＬＤと第１部分１１４との接続点を含み、線ＬＤの該接続点を通る直線部分（図示の例では線分ＬＤ１）を法線とする、第１空間部分１１４に接する平面である。平面ＳＢは、線ＬＤと液体のアルカリ金属原子２との接続点を含み、線ＬＤの該接続点を通る直線部分（図示の例では線分ＬＤ２）を法線とする、液体のアルカリ金属原子２に接する平面である。
【０１３６】
図示の例では、第３空間部分１１６は、キャビティー１１１の平面ＳＡよりも−Ｚ軸方向側の領域と、リザーバー１１２の平面ＳＢよりも＋Ｘ軸方向側の領域と、連通孔１１３と、によって構成されている。
【０１３７】
標識８０は、基板４０の面４２を重力方向に沿わせた場合に、第２空間部分１１５の液体のアルカリ金属原子２が重力の作用によって、第３空間部分１１６に移動する方向を示している。
【０１３８】
図２１に示す例では、＋Ｘ軸方向が重力の作用する方向となった場合、第２空間部分１１５の液体のアルカリ金属原子２は、重力の作用によって第３空間部分１１６に移動する。したがって、標識８０は、＋Ｘ軸方向を示す。
【０１３９】
周波数信号生成装置２００では、標識８０は、面４２を重力方向に沿わせた場合に、第２空間部分１１５の液体のアルカリ金属原子２が重力の作用によって第３空間部分１１６に移動する方向を示す。そのため、ユーザーは、重力の作用によって液体のアルカリ金属原子２が移動する方向を認識できる。したがって、周波数信号生成装置２００では、標識８０により、重力の作用によって液体のアルカリ金属原子２が光通過部分１１４に向かって移動し難い配置の方向をユーザーが認識することを補助することができる。
【０１４０】
本発明では、面４２を重力方向に沿わせた場合に、液体のアルカリ金属原子２が内面１３０の第３領域１４４を伝って移動する場合と、第３空間部分１１６を移動する場合と、第３領域１４４を伝って移動し、途中から第３空間部分１１６を移動する場合と、がある。したがって、標識８０は、面４２を重力方向に沿わせた場合に、液体のアルカリ金属原子２が重力の作用によって第３部分１５４に移動する方向を示し、第１部分１５０と第２部分１５２とを接続する第３部分１５４は、第３部分１５４は、第３領域１４４および第３空間部分１１６の少なくとも一方である。
【０１４１】
２．２．  周波数信号生成装置の変形例
次に、第２実施形態の変形例に係る周波数信号生成装置２０１について、図面を参照しながら説明する。図２２は、第２実施形態の変形例に係る周波数信号生成装置２０１のガスセル２１を模式的に示す斜視図である。図２３は、第２実施形態の変形例に係る周波数信号生成装置２０１のガスセル２１を模式的に示す図２２のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ線断面図である。
【０１４２】
以下、第２実施形態の変形例に係る周波数信号生成装置２０１において、上述した周波数信号生成装置１００，２００の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
【０１４３】
周波数信号生成装置２０１では、図２２および図２３に示すように、上述した周波数信号生成装置２００とは、ガスセル２１の形状が異なる。
【０１４４】
周波数信号生成装置２０１のガスセル２１の形状は、上述した周波数信号生成装置１０４のガスセル２１と同じである。ガスセル２１の内面１３０は、第１面１３１と第２面１３２とを接続する第６面１３６および第７面１３７を有している。第６面１３６および第７面１３７は、例えば、互いに平行である。液体のアルカリ金属原子２は、第６面１３６に設けられている。
【０１４５】
周波数信号生成装置２０１では、第１空間部分１１４と第２空間部分１１５とを最短で結ぶ線ＬＤは、直線である。図示の例では、第３空間部分１１６の形状は、直方体である。図２３に示す例では、＋Ｘ軸方向が重力の作用する方向となった場合、第２空間部分１１５の液体のアルカリ金属原子２は、重力の作用によって第３空間部分１１６に移動する。したがって、標識８０は、−Ｙ軸方向を示す。
【０１４６】
例えば、液体のアルカリ金属原子２が第６面１３６から第７面１３７に移動すると、液体のアルカリ金属原子２が光ＬＬを遮る場合がある。
【０１４７】
３．  第３実施形態
次に、第３実施形態に係る周波数信号生成装置３００について、図面を参照しながら説明する。図２４は、第３実施形態に係る周波数信号生成装置３００を模式的に示す斜視図である。
【０１４８】
以下、第３実施形態に係る周波数信号生成装置３００において、上述した周波数信号生成装置１００の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
【０１４９】
上述した周波数信号生成装置１００では、標識８０は、図４に示すように、文字および記号の少なくとも一方が表示された表示部材であった。これに対し、周波数信号生成装置３００では、標識８０は、図２４に示すように、配置基板７０に設けられた構造体である。標識８０は、配置基板７０に設けられた構造であるとも言える。構造体である標識８０には、文字および記号が付されていてもよいし、付されていなくてもよい。
【０１５０】
標識８０は、例えば、配置基板７０から、配置基板７０の厚さ方向に突出した棒状の構造体である。図示の例では、配置基板７０は、直方体である。配置基板７０は、パッケージ６０が配置された主面７２と、主面７２に接続された端面７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄと、を有している。主面７２は、例えば、基板４０の面４２（図２参照）と平行である。第１端面７４ａと第２端面７４ｂとは、例えば、平行である。第３端面７４ｃと第４端面７４ｄとは、例えば、平行である。標識８０は、例えば、第１端面７４ａと連続する面と、第３端面７４ｃと連続する面と、有している。標識８０は、主面７２から突出している。
【０１５１】
図２４には、複数の開口部１０１０が設けられたラック１０００を図示している。開口部１０１０には、周波数信号生成装置３００が縦置きで挿入される。
【０１５２】
配置基板７０の厚さと、標識８０の突出方向の長さと、の合計は、開口部１０１０の横
幅（主面７２の法線方向の幅）Ｗよりも大きい。したがって、図２４に示すように、第３端面７４ｃを開口部１０１０に向けて周波数信号生成装置３００を開口部１０１０に挿入させようとすると、標識８０は、ラック１０００に接触し、周波数信号生成装置３００が開口部１０１０に挿入されることを妨げる。第３端面７４ｃが開口部１０１０に向く方向は、周波数信号生成装置３００を縦置きにした場合に、液体のアルカリ金属原子２が重力の作用によって光通過部分１１４に移動する方向（禁止方向）である。したがって、周波数信号生成装置３００では、標識８０がストッパーとなることにより、ユーザーに禁止方向を通知することができる。
【０１５３】
このように、標識８０は、基板４０の面４２（図２参照）を重力方向に沿わせて周波数信号生成装置３００がラック１０００に設けられた開口部１０１０挿入される場合であって、液体のアルカリ金属原子２が重力の作用によって第１部分１１４の方向に移動する場合に、ラック１０００に接触することによって周波数信号生成装置３００が開口部１０１０に挿入されることを妨げるストッパーである。このようなストッパーによって、容易に、面４２を重力方向に沿わせた場合に、液体のアルカリ金属原子２が重力の作用によって第３空間部分１１６に移動する方向をユーザーが認識することができる。
【０１５４】
図示の例では、周波数信号生成装置３００は、第２端面７４ｂまたは第４端面７４ｄを開口部１０１０に向けて挿入すると、標識８０は、周波数信号生成装置３００が開口部１０１０に挿入されることを妨げる位置では、ラック１０００と接触しない。
【０１５５】
周波数信号生成装置３００およびラック１０００は、図２３に示すように、周波数信号生成システム３１０を構成していてもよい。
【０１５６】
なお、標識８０は、棒状に限定されず、例えば、図２５に示すように、第３端面７４cに沿って設けられた板状の部材であってもよい。また、標識８０は、配置基板７０の主面７２以外の面に設けられていてもよく、形状はストッパーとして機能する限り任意である。
【０１５７】
また、標識８０は、図２６に示すように、パッケージ６０に設けられていてもよい。図示の例では、標識８０は、主面７２の平面方向に延出する部分８０ａと、主面７２の法線方向に延出する部分８０ｂと、を有している。
【０１５８】
また、標識８０は、図２７に示すように、ガラスなどからなる透明容器８１と、透明容器８１の一部を覆う被覆部材８２と、透明容器８１の内部に収容されたボール８３と、を有していてもよい。ボール８３は、第３端面７４ｃを開口部１０１０に向けて周波数信号生成装置３００を開口部１０１０に挿入させると、被覆部材８２と重ならない位置に移動してもよい。標識８０は、ボール８３がユーザーに視認されることにより、禁止方向をユーザーに通知してもよい。
【０１５９】
４．  第４実施形態
次に、第４実施形態に係る周波数信号生成装置４００について、図面を参照しながら説明する。図２８は、第４実施形態に係る周波数信号生成装置４００を模式的に示す斜視図である。
【０１６０】
以下、第４実施形態に係る周波数信号生成装置４００において、上述した周波数信号生成装置１００，３００の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
【０１６１】
上述した周波数信号生成装置１００では、標識８０は、図４に示すように、文字および記号の少なくとも一方が表示された表示部材であった。これに対し、周波数信号生成装置
４００では、標識８０は、図２８に示すように、配置基板７０である。
【０１６２】
配置基板７０は、主面７２の法線Ｒ方向からみた場合に、長辺７６ａと短辺７６ｂとを有する長方形である。長辺７６ａの長さは、開口部１０１０の縦幅（長手方向の幅）Ｖよりも大きい。短辺７６ｂの長さは、開口部１０１０の縦幅Ｖ以下である。長辺７６ａは、主面７２と第３端面７４ｃとの接続部、および主面７２と第４端面７４ｄとの接続部である。短辺７６ｂは、主面７２と第１端面７４ａとの接続部、および主面７２と第２端面７４ｂとの接続部である。したがって、第３端面７４ｃを開口部１０１０に向けて周波数信号生成装置４００を開口部１０１０に挿入させようとすると、配置基板７０は、ラック１０００に接触する。そのため、配置基板７０は、禁止方向を示す標識となり、ユーザーに禁止方向を通知することができる。
【０１６３】
図示の例では、周波数信号生成装置４００は、第１端面７４ａまたは第２端面７４ｂを開口部１０１０に向けて挿入すると、標識８０は、ラック１０００の開口部１０１０と接触しない。
【０１６４】
なお、配置基板７０の法線Ｒ方向からみた形状は、配置基板７０がラック１０００の開口部１０１０に保持されれば、長方形に限定されず、楕円、直交する２方向の長さが異なる多角形（角が欠けた長方形や、台形、六角形等）などであってもよい。法線Ｒ方向からみた場合に、配置基板７０の、液体のアルカリ金属原子２が重力の作用によって第３部分１５４に移動する方向に沿った最大の長さが、ラック１０００の開口部１０１０の縦幅Ｖ、すなわち開口部１０１０の重力方向に沿った長さ、よりも大きければ、配置基板７０は標識８０として機能する。
【０１６５】
また、法線Ｒ方向からみた場合に、配置基板７０の液体のアルカリ金属原子２が重力の作用によって第３部分１５４に移動する方向に沿った最大の長さが開口部１０１０の縦幅Ｖよりも小さく、かつ、当該最大の長さが配置基板７０の当該方向と直交する方向の最大の長さよりも小さければ、禁止方向を開口部１０１０の長手方向に沿わせた場合には、ラック１０００は配置基板７０を安定に保持することができない。したがって、このような構成によっても、ユーザーが液体のアルカリ金属原子２が重力の作用によって第３部分１５４の方向に移動する方向を認識することができる。
【０１６６】
周波数信号生成装置４００およびラック１０００は、図２８に示すように、周波数信号生成システム４１０を構成していてもよい。
【０１６７】
なお、標識８０は、図２９に示すように、切り欠きが設けられた配置基板７０であってもよい。図示の例では、切り欠きは、第３端面７４ｃに設けられている。切り欠き設けられている部分を、ラック１０００の開口部１０１０に向けて挿入しないように予めユーザーに通知することにより、標識８０は、禁止方向を示す標識となる。
【０１６８】
また、標識８０は、凹凸等の構造を有する配置基板７０であってもよい。また、標識８０は、配置基板７０に直接文字や記号が付されてもよく、この場合、配置基板７０が標識８０を兼ねる。
【０１６９】
５．  第５実施形態
次に、第５実施形態に係る周波数信号生成システム５００について、図面を参照しながら説明する。図３０は、第５実施形態に係る周波数信号生成システム５００を模式的に示す平面図である。図３１は、第５実施形態に係る周波数信号生成システム５００の機能ブロック図である。なお、図３０では、互いに直交する３軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示している。
【０１７０】
周波数信号生成システム５００は、図３０および図３１に示すように、センサー９０を含む周波数信号生成装置５１０と、出力装置５２０と、を含む。なお、便宜上、図３０では、出力装置５２０の図示を省略している。
【０１７１】
周波数信号生成装置５１０は、他の実施形態で説明した標識８０を含んでいても、含んでいなくてもよい。図示の例では、周波数信号生成装置５１０は、標識８０を含まずセンサー９０を含むこと以外は、周波数信号生成装置１００と同じである。
【０１７２】
センサー９０は、例えば、重力が作用する方向を検出する加速度センサーである。センサー９０は、＋Ｘ軸方向が重力の作用する方向となると、出力装置５２０に信号を出力するように構成されている。
【０１７３】
出力装置５２０は、センサー９０の検出結果に基づいて、少なくとも液体のアルカリ金属原子２が重力の作用によって第３部分１５４に移動する場合に出力を行う。出力装置５２０は、例えば、ディスプレイ、音出力装置、ランプ等である。出力装置５２０は、センサー９０からの信号に基づいて、ユーザーに通知する通知部である。出力装置５２０は、音によってユーザーに通知してもよいし、ラック１０００（図２４参照）に設けられたディスプレイに文字等を表示することによってユーザーに通知してもよい。また、出力装置５２０は、ランプを点灯させたり、所定のパターンで明滅させたりして、ユーザーに通知してもよい。
【０１７４】
出力装置５２０は、周波数信号生成装置５１０に設けられていてもよいし、有線通信、または無線通信によって周波数信号生成装置５１０と通信を行う周波数信号生成装置５１０とは別の装置に含まれていてもよい。このような装置としては、例えば、タイミングサーバー、データセンター、通信基地局等の周波数信号生成装置が出力する周波数信号を使用する装置、周波数信号生成装置を管理するＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）やスマートフォンなどが挙げられる。出力装置５２０が周波数信号生成装置５１０に含まれている場合は周波数信号生成装置５１０が周波数信号生成システム５００に相当する。出力装置５２０が周波数信号生成装置５１０とは別の場合は、周波数信号生成装置５１０と当該出力装置５２０との組が、周波数信号生成システム５００に相当する。
【０１７５】
また、ラック１０００の電源回路に信号を出力し、電源回路は、該出力信号に基づいてラック１０００の電源を落とすことにより、ユーザーに通知してもよい。この場合、電源が切れていること自体が通知であってもよいし、出力装置５２０が周波数信号生成装置５１０の電源が入っていないことや、周波数信号が取得できないことなどを示すエラー情報を通知してもよい。また、出力装置５２０の通知方法は、上記の２種類以上を組み合わせてもよい。
【０１７６】
＋Ｘ軸方向は、例えば、第２領域１４２の液体のアルカリ金属原子２が、重力の作用によって第３領域１４４に移動する方向である。したがって、周波数信号生成システム５００では、重力の作用によって液体のアルカリ金属原子２が光通過部分１１４に移動し難い。
【０１７７】
図示の例では、センサー９０は、配置基板７０に設けられている。図示はしないが、パッケージ６０に設けられていてもよいし、パッケージ６０の内部に設けられていてもよい。
【０１７８】
周波数信号生成システム５００では、重力が作用する方向を検出するセンサー９０と、センサー９０の検出結果に基づいて、液体のアルカリ金属原子２が重力の作用によって第
３部分１５４に移動する場合に出力を行う出力装置５２０と、を含む。そのため、周波数信号生成システム５００では、重力の作用によって液体のアルカリ金属原子２が第１部分１５０に移動し難い配置の方向をユーザーが認識することを補助することができる。
【０１７９】
６．  第６実施形態
次に、第６実施形態に係るクロック伝送システム（タイミングサーバー）６００について、図面を参照しながら説明する。図３２は、クロック伝送システム６００を示す概略構成図である。
【０１８０】
本発明に係るクロック伝送システムは、本発明に係る周波数信号生成装置を含む。以下では、一例として、周波数信号生成装置１００を含むクロック伝送システム６００について説明する。クロック伝送システムは、周波数信号生成システムということもできる。
【０１８１】
クロック伝送システム６００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。
【０１８２】
クロック伝送システム６００は、図３２に示すように、Ａ局（上位（Ｎ系））のクロック供給装置（ＣＳＭ：Ｃｌｏｃｋ  Ｓｕｐｐｌｙ  Ｍｏｄｕｌｅ）６０１およびＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）装置６０２と、Ｂ局（上位（Ｅ系））のクロック供給装置６０３およびＳＤＨ装置６０４と、Ｃ局（下位）のクロック供給装置６０５およびＳＤＨ装置６０６，６０７と、を備える。Ａ局およびＢ局は、周波数信号生成装置１００が開口部１０１０に挿入されたラック１０００（図２４参照）によって構成されていてもよい。クロック供給装置６０１は、周波数信号生成装置１００を有し、Ｎ系のクロック信号を生成する。クロック供給装置６０１内の周波数信号生成装置１００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６０８，６０９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。
【０１８３】
ＳＤＨ装置６０２は、クロック供給装置６０１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６０５に伝送する。クロック供給装置６０３は、周波数信号生成装置１００を有し、Ｅ系のクロック信号を生成する。クロック供給装置６０３内の周波数信号生成装置１００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６０８，６０９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。
【０１８４】
ＳＤＨ装置６０４は、クロック供給装置６０３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６０５に伝送する。クロック供給装置６０５は、クロック供給装置６０１，６０３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。
【０１８５】
クロック供給装置６０５は、通常、クロック供給装置６０１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６０５は、クロック供給装置６０３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６０６は、クロック供給装置６０５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６０７は、クロック供給装置６０５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。
【０１８６】
本発明は、本願に記載の特徴や効果を有する範囲で一部の構成を省略したり、各実施形態や変形例を組み合わせたりしてもよい。
【０１８７】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１８８】
２…液体のアルカリ金属原子、１０…発光素子モジュール、１１…ペルチェ素子、１２…発光素子、１３…温度センサー、１４…パッケージ、２０…ガスセルユニット、２１…ガスセル、２２…受光素子、２３…ヒーター、２４…温度センサー、２５…コイル、２６…パッケージ、２７…窓部、３０…光学系ユニット、３１…減光フィルター、３２…レンズ、３３…１／４波長板、３４…ホルダー、３５…貫通孔、４０…基板、４２…面、４２ａ，４２ｂ，４２ｃ…領域、４４，４６…段差部、５０…制御ユニット、５１…温度制御部、５２…光源制御部、５３…磁場制御部、５４…温度制御部、５５…回路基板、５５ａ…貫通孔、５６ａ，５６ｂ…コネクター、５７ａ，５７ｂ…リジット配線基板、５８ａ，５８ｂ…フレキシブル配線基板、５９…リードピン、６０…パッケージ、６２…基体、６４…蓋体、７０…配置基板、７１…係合部、７２…主面、７４ａ…第１端面、７４ｂ…第２端面、７４ｃ…第３端面、７４ｄ…第４端面、７６ａ…長辺、７６ｂ…短辺、８０…標識、８０ａ，８０ｂ…延出する部分、８１…透明容器、８２…被覆部材、８３…ボール、９０…センサー、１００，１０１，１０２，１０３，１０４…周波数信号生成装置、１１０…空間、１１１…キャビティー、１１２…リザーバー、１１３…連通孔、１１４…第１空間部分、１１５…第２空間部分、１１６…第３空間部分、１２０…壁部、１３０…内面、１３１…第１面、１３２…第２面、１３３…第３面、１３４…第４面、１３５…第５面、１３６…第６面、１３７…第７面、１４０…第１領域、１４０ａ…入射面、１４０ｂ…射出面、１４２…第２領域、１４４…第３領域、１５０…第１部分、１５２…第２部分、１５４…第３部分、２００，２０１，３００…周波数信号生成装置、３１０…周波数信号生成システム、４００…周波数信号生成装置、４１０…周波数信号生成システム、５００…周波数信号生成システム、５１０…周波数信号生成装置、５２０…出力装置、６００…クロック伝送システム、６０１…クロック供給装置、６０２…ＳＤＨ装置、６０３…クロック供給装置、６０４…ＳＤＨ装置、６０５…クロック供給装置、６０６，６０７…ＳＤＨ装置、６０８，６０９…マスタークロック、１０００…ラック、１０１０…開口部
【図１】
2019047307.tif 000003
【図２】
2019047307.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2019047307.tif 000007
【図６】
2019047307.tif 000008
【図７】
2019047307.tif 000009
【図８】
2019047307.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2019047307.tif 000012
【図１１】
2019047307.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2019047307.tif 000016
【図１５】
2019047307.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
2019047307.tif 000020
【図１９】
2019047307.tif 000021
【図２０】
2019047307.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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