(57)【要約】【課題】真空封止後に真空度が低下することを低減できる原子発振器を提供する。【解決手段】原子発振器１は、真空封止された容器１５と、第１断熱材１６と、第１断熱材１６よりも単位体積あたりの表面積が小さい第２断熱材１７と、を含む、容器１５の内部に設置された断熱材１８と、アルカリ金属が収容された原子セル５と、光源２と、を含む、断熱材１８に設置された物理パッケージ２５と、を備え、断熱材１８は第１断熱材１６が容器１５側に位置し、第２断熱材１７が物理パッケージ２５側に位置する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空封止された容器と、
第１の部分と、前記第１の部分よりも単位体積あたりの表面積が小さい第２の部分と、を含む、前記容器の内部に設置された断熱材と、
アルカリ金属が収容された原子セルと、光源と、を含む、前記断熱材に設置された物理パッケージと、を備え、
前記断熱材は前記第１の部分が前記容器側に位置し、前記第２の部分が前記物理パッケージ側に位置する、ことを特徴とする原子発振器。
【請求項２】
請求項１に記載の原子発振器であって、
前記第１の部分と前記第２の部分とは別体であることを特徴とする原子発振器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の原子発振器であって、
前記第２の部分は第１面と前記第１面とは反対側の第２面とを備え、
前記第１面に前記物理パッケージが接続され、
前記第２面の一部に前記第１の部分が複数設置されることを特徴とする原子発振器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の原子発振器であって、
前記断熱材は、前記第１の部分と前記第２の部分との間に第３の部分を備え、
前記第３の部分の単位体積あたりの表面積は前記第１の部分よりも小さく前記第２の部分よりも大きいことを特徴とする原子発振器。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の原子発振器であって、
前記第２の部分の材質はガラスを含むことを特徴とする原子発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子発振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ルビジウム、セシウム等のアルカリ金属の原子のエネルギー遷移に基づいて発振する原子発振器が知られている。波長の異なる２種類の光による量子干渉効果（ＣＰＴ：Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｐｐｉｎｇ）を利用した原子発振器が特許文献１に開示されている。特許文献１の原子発振器は内部を真空にしたパッケージを備えている。そのパッケージ内に断熱性のある支持部材が設置され、支持部材上にユニット部が設置されている。ユニット部はガスセル、光射出部、光検出部等を備える。
【０００３】
特許文献１の原子発振器は支持部材に多孔質体を用いていた。これにより、支持部材の断熱性を高め、原子発振器の低消費電力化を図っていた。ここで、多孔質体は、多孔質でない材料と比較すると単位体積当たりの表面積が大きい。単位体積あたりの表面積が大きい程、多孔質体は熱伝導率を小さくできる。しかし、単位体積あたりの表面積が大きい程、多孔質体は大気成分等の分子を吸着し易い。吸着された分子は真空封止後に多孔質体から放出され、放出された分子を媒体にして熱が伝導するので、断熱性が低下してしまう。
【０００４】
一般に、容器内を真空にする際に多孔質体を加熱することにより、多孔質体から気化する分子を除去できる。加熱する温度が高い程、早く気化する分子を除去できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−８００５７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、原子発振器には原子セルや光源が含まれている。原子セルや光源は、高温に晒されると損傷する場合がある。そのため特許文献１の原子発振器において、吸着された分子を除去するために多孔質体を高温にすると、原子セルや光源が損傷する恐れがあった。損傷を避けるため加熱温度を低くすると、分子を十分に除去することができず、真空度が低下する恐れがある。そこで、真空封止後に真空度が低下することを低減できる原子発振器が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、真空封止された容器と、第１の部分と、前記第１の部分よりも単位体積あたりの表面積が小さい第２の部分と、を含む、前記容器の内部に設置された断熱材と、アルカリ金属が収容された原子セルと、光源と、を含む、前記断熱材に設置された物理パッケージと、を備え、前記断熱材は前記第１の部分が前記容器側に位置し、前記第２の部分が前記物理パッケージ側に位置する原子発振器である。
【０００８】
上記の原子発振器において、前記第１の部分と前記第２の部分とは別体であることが好ましい。
【０００９】
上記の原子発振器において、前記第２の部分は第１面と前記第１面とは反対側の第２面とを備え、前記第１面に前記物理パッケージが接続され、前記第２面の一部に前記第１の部分が複数設置されることが好ましい。
【００１０】
上記の原子発振器において、前記断熱材は、前記第１の部分と前記第２の部分との間に第３の部分を備え、前記第３の部分の単位体積あたりの表面積は前記第１の部分よりも小さく前記第２の部分よりも大きいことが好ましい。
【００１１】
上記の原子発振器において、前記第２の部分の材質はガラスを含むことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態にかかわる原子発振器の構成を示すブロック図。
【図２】原子発振器の外観を示す概略斜視図。
【図３】原子発振器の構成を示す模式側断面図。
【図４】断熱材の構造を示す模式平断面図。
【図５】断熱材の構造を示す概略斜視図。
【図６】原子発振器の製造方法のフローチャート。
【図７】原子発振器の製造方法を説明するための模式図。
【図８】原子発振器の製造方法を説明するための模式図。
【図９】原子発振器の製造方法を説明するための模式図。
【図１０】原子発振器の製造方法を説明するための模式図。
【図１１】原子発振器の製造方法を説明するための模式図。
【図１２】原子発振器の製造方法を説明するための模式図。
【図１３】原子発振器の製造方法を説明するための模式図。
【図１４】原子発振器の製造方法を説明するための模式図。
【図１５】第２の実施形態にかかわる断熱材の構造を示す概略斜視図。
【図１６】断熱材の構造を示す模式側断面図。
【図１７】第３の実施形態にかかわる断熱材の構造を示す概略斜視図。
【図１８】断熱材の構造を示す模式側断面図。
【図１９】第４の実施形態にかかわる断熱材の構造を示す概略斜視図。
【図２０】断熱材の構造を示す模式側断面図。
【図２１】第５の実施形態にかかわる測位システムのブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【００１４】
（第１の実施形態）
本実施形態では、原子発振器の例について、図に従って説明する。第１の実施形態にかかわる原子発振器の構造について図１〜図５に従って説明する。図１は原子発振器の構成を示すブロック図である。図１に示すように、原子発振器１は光源２、第１光学部品３、第２光学部品４、原子セル５及び光検出部６を備えている。そして、光源２、第１光学部品３、第２光学部品４、原子セル５及び光検出部６は直線上にこの順に並んで配置されている。
【００１５】
原子セル５の近くにはヒーター７及び温度センサー８が設置されている。ヒーター７は原子セル５を加熱し、温度センサー８は原子セル５の温度を検出する。さらに、原子セル５に磁場を供給するコイル９と原子発振器１を制御する制御部１０が設置されている。制御部１０は励起光制御部１１、温度制御部１２、磁場制御部１３等を備えている。
【００１６】
光源２は、例えば、垂直共振器面発光レーザー等の半導体レーザーを備え励起光１４を射出する。垂直共振器面発光レーザーはＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ）とも言われる。励起光１４には第１周波数ω１の第１共鳴光と第２周波数ω２の第２共鳴光が含まれている。
【００１７】
第１光学部品３及び第２光学部品４は光源２と原子セル５との間に位置し励起光１４の光路上に設置されている。第１光学部品３はλ／４波長板である。光源２が直線偏光の励起光１４を射出し、第１光学部品３が励起光１４を直線偏光から円偏光に変換する。
【００１８】
第２光学部品４は、減光フィルターである。減光フィルターはＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルターとも言われる。第２光学部品４は励起光１４の強度を減少させる。そして、第２光学部品４は原子セル５に入射する励起光１４の光量を調整する。尚、光源２と原子セル５との間には、他にも、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。
【００１９】
原子セル５の中には、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。また、原子セル５の中には、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。
【００２０】
光検出部６は原子セル５内を透過した励起光１４の強度を検出する。光検出部６は、例えば、太陽電池、フォトダイオード等の光検出器が用いられる。
【００２１】
ヒーター７は、通電により発熱する発熱抵抗体を有する。ヒーター７が発する熱は原子セル５を加熱する。そして、温度センサー８が原子セル５の温度を検出する。温度センサー８にはサーミスタ、熱電対等の公知の各種温度センサーが用いられている。温度制御部１２は温度センサー８が検出する温度を入力してヒーター７の発熱量を制御する。温度制御部１２により原子セル５内のアルカリ金属の温度が所定の温度に維持される。そして、原子セル５内ではアルカリ金属が加熱されて所定の濃度のガス状に維持される。
【００２２】
コイル９は、原子セル５を囲むように設けられたソレノイドコイルであってもよく、原子セル５を挟むように設けられたヘルムホルツコイルであってもよい。本実施形態では、例えば、コイル９はヘルムホルツコイルになっている。磁場制御部１３がコイル９に通電して、コイル９は原子セル５に向けて磁場を射出する。原子セル５中のアルカリ金属原子に磁場を印加することによりアルカリ金属の縮退しているエネルギー準位が分裂するゼーマン分裂が生じる。その結果、エネルギーの基底状態を細かく設置できるので、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。
【００２３】
コイル９の磁場により原子セル５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、第１光学部品３により円偏光になった励起光１４をアルカリ金属原子に照射すると、励起光１４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（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ）を発現する原子数が増大し、所望のＥＩＴ信号の強度が大きくなる。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。
【００２４】
温度制御部１２は、温度センサー８の検出結果に基づいて、ヒーター７への通電を制御する。そして、原子セル５を所望の温度範囲内に維持する。磁場制御部１３は、コイル９が発生する磁場が一定となるように、コイル９への通電を制御する。光検出部６の検出結果に基づいて励起光制御部１１は光源２から射出される第１共鳴光の第１周波数ω１及び第２共鳴光の第２周波数ω２を制御する。
【００２５】
原子セル５内のアルカリ金属は第１基底状態、第２基底状態及び励起状態のエネルギー状態を取り得る。第１基底状態は、第２基底状態よりも低いエネルギー状態である。第１基底状態のアルカリ金属に第１共鳴光が照射されるとき、アルカリ金属のエネルギー状態は第１基底状態から励起状態へ励起する。第２基底状態のアルカリ金属に第２共鳴光が照射されるとき、アルカリ金属のエネルギー状態は第２基底状態から励起状態へ励起する。
【００２６】
光源２は第１共鳴光及び第２共鳴光を原子セル５の中のガス状のアルカリ金属に照射する。このとき、原子セル５では第１周波数ω１と第２周波数ω２との差に応じて、第１共鳴光及び第２共鳴光のアルカリ金属における光吸収率が変化する。そして、第１周波数ω１と第２周波数ω２との差が第１基底状態と第２基底状態とのエネルギー差に相当する周波数に一致したとき、第１基底状態及び第２基底状態から励起状態へのそれぞれの励起が停止する。このとき、第１共鳴光及び第２共鳴光は、いずれも、原子セル５に吸収されずに透過する。このような現象をＣＰＴ現象（Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｐｐｉｎｇ）または電磁誘起透明化現象と呼ぶ。電磁誘起透明化現象はＥＩＴ現象とも言われる。
【００２７】
例えば、励起光制御部１１が第１周波数ω１を固定し、第２周波数ω２を変化させていく。すると、第１周波数ω１と第２周波数ω２との差が第１基底状態と第２基底状態とのエネルギー差に相当する第３周波数ω０に一致したとき、ＥＩＴ現象が生ずるので光検出部６の検出強度は急峻に上昇する。このように検出された急峻な信号をＥＩＴ信号とする。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信号を活用することにより、発振器を構成することができる。
【００２８】
励起光制御部１１は光検出部６によって検出された励起光１４の光強度に対応する電気信号を光検出部６から入力する。そして、励起光制御部１１は光源２から射出される第１共鳴光の第１周波数ω１と第２共鳴光の第２周波数ω２の中心周波数を制御して、第１周波数ω１と第２周波数ω２との差がアルカリ金属固有の第３周波数ω０と同じになるようにする。このようにして、励起光制御部１１はＥＩＴ信号を検出する。さらに、制御部１０は、図示しない水晶発振器の信号をＥＩＴ信号に同期して出力させる。
【００２９】
図２は原子発振器の外観を示す概略斜視図である。図２に示すように、原子発振器１は容器１５を備えている。容器１５は底板部１５ａと底板部１５ａ上に設置された蓋部１５ｂとを備えている。底板部１５ａの材料としては剛性があれば良く特に限定されない。底板部１５ａの材料には、例えば、金属材料、樹脂材料、セラミック材料等を用いることができる。本実施形態では、例えば、底板部１５ａの材料にアルミナのセラミック材料を用いている。これにより、底板部１５ａの耐熱性を高めることができる。底板部１５ａの寸法が特に限定されないが本実施形態では、例えば、１辺が約１２ｍｍの正方形になっている。
【００３０】
蓋部１５ｂの形状は有底筒状である。蓋部１５ｂの寸法は特に限定されないが本実施形態では、例えば、１辺が約１０ｍｍの立方体になっている。蓋部１５ｂの材料としては、剛性があれば良く特に限定されないが、例えば、樹脂材料、セラミック材料、金属材料等を用いることができる。本実施形態では、例えば、蓋部１５ｂの材料にステンレス材料を用いている。尚、コイル９の設置位置は特に限定されない。
【００３１】
底板部１５ａの平面形状である正方形において隣り合う２辺が延びる方向をＸ方向及びＹ方向とする。そして、底板部１５ａの厚み方向をＺ方向とする。Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は互いに直交する方向になっている。そして、底板部１５ａに対して蓋部１５ｂが設置されている方向を＋Ｚ方向とする。
【００３２】
底板部１５ａと蓋部１５ｂ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。容器１５は真空封止されている。すなわち、容器１５の内部は大気圧よりも低い圧力に減圧された状態で封止されている。
【００３３】
コイル９は蓋部１５ｂの＋Ｘ側及び−Ｘ側の側面に設置されている。尚、コイル９の位置はこの場所に限らず容器１５の内部に設置されても良い。コイル９の設置位置は、設置のし易さと効率良く原子セル５に磁場を供給可能な位置とに留意して設定すれば良く特に限定されない。
【００３４】
図３は原子発振器の構成を示す模式側断面図であり、図２のＡＡ線に沿う断面を示している。図３に示すように、底板部１５ａ上に第１の部分としての第１断熱材１６が設置され、第１断熱材１６上に第２の部分としての第２断熱材１７が設置されている。第１断熱材１６及び第２断熱材１７を含んで断熱材１８が構成されている。断熱材１８のＺ方向の長さは特に限定されないが本実施形態では、例えば、１．５ｍｍになっている。
【００３５】
第１断熱材１６には単位体積あたりの表面積が大きく耐熱性の高い材質が用いられている。例えば、第１断熱材１６の材料にはポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ：ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  ｓｕｌｆｉｄｅ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒ）、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ：ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅ）等の樹脂の他、多孔質ガラス、多孔質セラミック、けい酸カルシウム等を用いることができる。本実施形態では、例えば、第１断熱材１６の材料にポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン樹脂のいずれかが用いられている。ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン樹脂は成形加工により複雑な形状を容易に形成できる。
【００３６】
第２断熱材１７には単位体積あたりの表面積が小さく耐熱性の高い材質が用いられている。例えば、第２断熱材１７の材料にはガラス、セラミック、金属等を用いることができる。本実施形態では、例えば、第２断熱材１７の材質はガラスを含んでいる。このように、断熱材１８は第１断熱材１６と、第１断熱材１６よりも単位体積あたりの表面積が小さい第２断熱材１７と、を含み、容器１５の内部に設置されている。第２断熱材１７の材質は非晶質ガラスがさらに好ましい。非晶質ガラスは単位体積あたりの表面積をさらに小さくできる。
【００３７】
単位体積あたりの表面積が大きい第１断熱材１６は内部に微細な空隙が多く、単位体積あたりの表面積が小さい第２断熱材１７は内部に微細な空隙が少ない。断熱材は、断熱材を構成する物質自体の熱伝導率が同じであれば、内部に微細な空隙が多い方が少ないものより熱が伝わり難い。
【００３８】
第１断熱材１６に用いられるポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン樹脂の熱伝導率は０．２〜０．５（Ｗ／ｍ・Ｋ）である。樹脂材料を成形するときの成形条件により微細な空隙の状態が変わるので熱伝導率も変化する。
【００３９】
第２断熱材１７に用いられるガラスの熱伝導率は約１．０（Ｗ／ｍ・Ｋ）である。セラミックにおいては熱伝導率が小さいコージライトでも熱伝導率は１．２５（Ｗ／ｍ・Ｋ）である。金属においては熱伝導率が小さいマンガンでも熱伝導率は７（Ｗ／ｍ・Ｋ）である。
【００４０】
このように、内部に微細な空隙が多い第１断熱材１６は内部に微細な空隙が少ない第２断熱材１７より熱伝導率が小さくなっているので、熱が伝わり難い。そして、断熱材１８は内部に微細な空隙が多い方が少ないものより表面積が広いので分子を吸着し易い。
【００４１】
断熱材１８の＋Ｚ方向側には断熱材１８に重ねて基板２１が設置されている。基板２１の材料は剛性、耐熱性、熱伝導性の良い材質であれば良く特に限定されないが、本実施形態では例えば、アルミナのセラミックを用いている。
【００４２】
基板２１上には光源２、ヒーター７、温度センサー８及び支持部材２２が設置されている。支持部材２２は第１光学部品３、第２光学部品４及び原子セル５を支持する。支持部材２２はＸ方向及びＹ方向の中央に貫通孔２２ａが設置され、貫通孔２２ａの中に光源２、ヒーター７及び温度センサー８が配置されている。他にも、貫通孔２２ａには光源２の＋Ｚ方向側に第１光学部品３及び第２光学部品４が配置されている。
【００４３】
第２光学部品４の＋Ｚ方向側には原子セル５が設置されている。原子セル５は貫通孔を有する角筒状の本体部５ａを備えている。本体部５ａの貫通孔の両開口を封鎖する第１窓部５ｂ及び第２窓部５ｃを有する。第１窓部５ｂは貫通孔の−Ｚ側を封鎖し、第２窓部５ｃは貫通孔の＋Ｚ側を封鎖する。原子セル５には本体部５ａ、第１窓部５ｂ及び第２窓部５ｃにより密閉された内部空間２３が形成されている。そして、内部空間２３にアルカリ金属が封入されている。
【００４４】
第１窓部５ｂ及び第２窓部５ｃは光を透過する材料で形成されている。そして、第１窓部５ｂは原子セル５内へ入射する励起光１４が透過するものであり、第２窓部５ｃは原子セル５内から射出した励起光１４が透過するものである。
【００４５】
第１窓部５ｂ及び第２窓部５ｃを構成する材料は耐熱性があり励起光１４を透過すれば良く特に限定されない。第１窓部５ｂ及び第２窓部５ｃを構成する材料には、例えば、ガラス材料や水晶等を用いることができる。本体部５ａを構成する材料は、特に限定されず、シリコン材料、セラミック材料、金属材料、樹脂材料、ガラス材料、水晶等を用いることができる。支持部材２２の材料は剛性、耐熱性、熱伝導性の良い材質であれば良く特に限定されないが、本実施形態では例えば、金属を用いている。
【００４６】
原子セル５において本体部５ａの外側の表面には反射膜５ｄが設置されている。第１窓部５ｂ及び第２窓部５ｃの外側においても貫通孔２２ａ以外の表面には反射膜５ｄが設置されている。反射膜５ｄは遠赤外線を反射する。そして、原子セル５の内部の熱が輻射や放射により伝導するのを反射膜５ｄが低減する。また、容器１５が輻射した熱を反射膜５ｄが反射するので、容器１５から原子セル５へ輻射される熱の伝達を反射膜５ｄが低減する。
【００４７】
反射膜５ｄ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、銅、銀、金、クロム、ニッケル、アルミニウム、イリジウム、鉛を用いることが好ましく、さらに、化学安定性に優れている金が好ましい。反射膜５ｄの形成方法としては、特に限定されないが、例えば、蒸着、スパッタリング等の気相成膜法を用いることができる。
【００４８】
ヒーター７の熱が伝導して原子セル５が加熱される。そして、温度センサー８が原子セル５の温度を検出し、温度制御部１２が原子セル５を所望の温度に制御する。
【００４９】
支持部材２２の＋Ｚ方向側には接着剤２４を介して光検出部６が設置されている。光検出部６は原子セル５を通過した励起光１４を受光する。接着剤２４には、例えば、シリコーン樹脂を用いる。
【００５０】
基板２１、光源２、第１光学部品３、第２光学部品４、原子セル５、光検出部６、ヒーター７及び温度センサー８等により物理パッケージ２５が構成されている。従って、物理パッケージ２５はアルカリ金属が収容された原子セル５と、光源２と、を含む。そして、物理パッケージ２５は断熱材１８に設置されている。断熱材１８は第１断熱材１６が容器１５側に位置し、第２断熱材１７が物理パッケージ２５側に位置する。
【００５１】
図４は断熱材の構造を示す模式平断面図であり、図３のＢＢ線に沿う面の断面図である。図５は断熱材の構造を示す概略斜視図であり、底板部１５ａに設置された断熱材１８を示す図である。図４及び図５に示すように、第２断熱材１７はＺ方向から見た形状が四角形の枠形状になっている。そして、四角形の第２断熱材１７の４つの角には−Ｚ方向に長い直方体の第１断熱材１６が設置されている。
【００５２】
第１断熱材１６の材質は本実施形態では、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン樹脂のいずれかである。そして、第２断熱材１７の材質はガラスを含んでいる。そして、第１断熱材１６と第２断熱材１７とは別体になっている。
【００５３】
第１断熱材１６と第２断熱材１７とが別体になっているので、第１断熱材１６及び第２断熱材１７は別々に形成できる。第１断熱材１６と第２断熱材１７とを一体に形成する場合には各材料が限定される。断熱材１８では第１断熱材１６と第２断熱材１７とを別に形成するので、第１断熱材１６または第２断熱材１７に使用する材料の自由度が高い。従って、第１断熱材１６または第２断熱材１７の材質は製造し易い材料を選定することができる。その結果、断熱材１８を一体形成するときに比べて、容易に断熱材１８を製造することができる。
【００５４】
第２断熱材１７は＋Ｚ方向を向く第１面１７ａと第１面１７ａとは反対側の−Ｚ方向を向く第２面１７ｂとを備えている。そして、第１面１７ａに物理パッケージ２５が接続され、第２面１７ｂの一部に第１断熱材１６が４つ設置されている。第２面１７ｂに設置される第１断熱材１６の個数は２つでも良く、５つ以上でも良い。つまり、第２面１７ｂの一部には第１断熱材１６が複数設置される。この構造の断熱材１８では第１断熱材１６の部分が底板部１５ａと接触する部分の面積が第２面１７ｂの面積より小さい。面積が小さい程伝熱し難くできるので、第１断熱材１６の形状が第２断熱材１７と同じ形状のときに比べて伝熱し難くできる。
【００５５】
そして、第１断熱材１６が複数設置されているので、第１断熱材１６が１つだけ設置されているときに比べて、物理パッケージ２５を安定して底板部１５ａ上に設置できる。
【００５６】
次に上述した原子発振器１の製造方法について図６〜図１４にて説明する。図６は、原子発振器の製造方法のフローチャートであり、図７〜図１４は原子発振器の製造方法を説明するための模式図である。図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１は断熱材設置工程に相当する。この工程は、底板部１５ａ上に断熱材１８を設置する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２は物理パッケージ設置工程である。この工程は、断熱材１８上に物理パッケージ２５を設置する工程である。次にステップＳ３に移行する。
【００５７】
ステップＳ３は容器組立工程である。この工程は、底板部１５ａ上に蓋部１５ｂを設置する工程である。次にステップＳ４に移行する。ステップＳ４は脱気工程である。この工程は、断熱材１８を加熱しつつ容器１５内を減圧する工程である。次にステップＳ５に移行する。ステップＳ５は封止工程である。この工程は、容器１５を真空封止して容器１５の内部を密閉する工程である。以上の工程により原子発振器１が完成する。
【００５８】
次に、図７〜図１４を用いて、図６に示したステップと対応させて、製造方法を詳細に説明する。図７及び図８はステップＳ１の断熱材設置工程に対応する図である。図７に示すように、底板部１５ａを用意する。底板部１５ａはセラミックであり、アルミナを公知の方法で形成した後で焼成する。底板部１５ａの表面には輻射熱を反射する金膜を蒸着法を用いて設置しても良い。
【００５９】
次に、第１断熱材１６を４つ用意する。第１断熱材１６は射出成型機にて金型に材料を射出して成形される。次に、シリコーン樹脂を用いて第１断熱材１６を底板部１５ａ上に第１断熱材１６を４つ接着する。他にも、底板部１５ａを射出成型機の金型に設置して第１断熱材１６をインサート成形しても良い。
【００６０】
シリコーン樹脂を用いた接着ではシリコーン樹脂を第１断熱材１６及び底板部１５ａで挟んだ後１５０℃で加熱する。そして、所定の時間加熱することによりシリコーン樹脂が硬化する。その結果、第１断熱材１６及び底板部１５ａが接着される。
【００６１】
図８に示すように、次に、第２断熱材１７を用意する。第２断熱材１７の形状は四角形の枠形状である。加熱溶融したガラス材料を金型に流し込んで第２断熱材１７が形成される。そして、シリコーン樹脂を用いて第１断熱材１６上に第２断熱材１７を接着する。この工程で断熱材１８が組み立てられる。
【００６２】
図９はステップＳ２の物理パッケージ設置工程に対応する図である。図９に示すように、物理パッケージ２５を用意する。物理パッケージ２５は公知であり、公知の方法にて製造する。そして、シリコーン樹脂を用いて断熱材１８上に物理パッケージ２５を接着する。
【００６３】
図１０はステップＳ３の容器組立工程に対応する図である。図１０に示すように、蓋部１５ｂを用意する。蓋部１５ｂの材質はステンレスである。蓋部１５ｂはプレス加工法を用いて板金から形成される。蓋部１５ｂの表面には輻射熱を反射する金膜を蒸着法を用いて設置しても良い。
【００６４】
次に、底板部１５ａ上に蓋部１５ｂを接合して容器１５を形成する。底板部１５ａと蓋部１５ｂ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、シーム溶接の他、レーザー溶接、電子線溶接等のエネルギー線溶接等を用いることができる。尚、底板部１５ａと蓋部１５ｂの間には、これらを接合するための接合部材を介在させてもよい。
【００６５】
図１１〜図１３はステップＳ４の脱気工程に対応する図である。図１１に示すように、脱気装置２６を用意する。脱気装置２６は真空チャンバー２６ａ、真空ポンプ２７、加熱装置２８及びレーザー光源２９を備えている。真空チャンバー２６ａは開閉可能な扉を備え、扉を開いて真空チャンバー２６ａ内に被加工物である容器１５を設置することができる。真空ポンプ２７は油回転型真空ポンプ等のウェットポンプとダイヤフラムポンプ等のドライポンプとを組み合わせたポンプになっている。
【００６６】
操作者は真空チャンバー２６ａの内部に容器１５を設置する。容器１５の内部には物理パッケージ２５及び断熱材１８が設置されている。容器１５は蓋部１５ｂが加熱装置２８と接するように設置され、底板部１５ａが加熱装置２８と離れる位置に配置されている。底板部１５ａには封止孔１５ｃが設置され、封止孔１５ｃは容器１５の内部と外部とを連通する。
【００６７】
操作者は封止孔１５ｃ上に金属玉３０を置く。レーザー光源２９は封止用の金属玉３０を融かすためのレーザー光を射出する光源である。真空チャンバー２６ａには窓２６ｂが設置され、レーザー光が窓２６ｂを通過する。金属玉３０はレーザー光源２９が射出するレーザー光の光軸上に配置される。そして、レーザー光源２９が射出するレーザー光は窓２６ｂを通過して金属玉３０を照射する。レーザー光源２９にはＹＡＧレーザー（Ｙｔｔｒｉｕｍ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｇａｒｎｅｔ）等の高出力のレーザーを用いる。加熱装置２８は電熱線等を備え、電熱線等が加熱する装置であり、５００℃位まで加熱可能の性能を備えている。
【００６８】
脱気装置２６は真空ポンプ２７及び加熱装置２８を起動する。真空ポンプ２７により真空チャンバー２６ａ内の気体３１が排出される。容器１５の内部に位置する気体３１も封止孔１５ｃを通過して真空ポンプ２７に吸引される。従って、容器１５の内部も減圧される。
【００６９】
加熱装置２８により蓋部１５ｂが加熱される。蓋部１５ｂは加熱装置２８側の温度が上昇して蓋部１５ｂから熱の流れ３２が蓋部１５ｂの側面側から底板部１５ａへ流れる。さらに熱の流れ３２は底板部１５ａを経て断熱材１８に流れる。そして、断熱材１８の温度が上昇する。断熱材１８の表面に付着する分子が加熱され、断熱材１８の表面から離脱する。断熱材１８は耐熱性のある材質で構成されている。第１断熱材１６を約２００℃に加熱して約１２時間維持する。これにより、第１断熱材１６に付着する水分等が蒸発して第１断熱材１６から除去される。
【００７０】
第１断熱材１６の熱の一部は第２断熱材１７に伝導される。そして、第２断熱材１７の表面に付着する分子が加熱され、断熱材１８の表面から離脱する。熱が伝わる経路において第２断熱材１７は第１断熱材１６より熱源から離れているので、第２断熱材１７の温度は第１断熱材１６より低い。しかし、第２断熱材１７は単位体積あたりの表面積が小さいので第１断熱材１６より低い温度でも表面に付着する分子を除去できる。断熱材１８から除去された気体３１は封止孔１５ｃを通過して真空ポンプ２７に吸引される。
【００７１】
物理パッケージ２５では原子セル５の内部に設置されたセシウムが１４０℃位で劣化する。そして、一部のセシウムがガス状にならなくなる。そのため、第１断熱材１６を約２００℃にしても原子セル５の内部が１４０℃に達しないように第２断熱材１７が配置されている。また、光源２のレーザーダイオードも熱により劣化するので、第２断熱材１７は光源２が加熱されることを低減する。
【００７２】
図１２は第２断熱材からの分子の離脱を説明するための模式図である。図１２に示すように、第２断熱材１７は内部に微細な空隙がないので、単位体積あたりの表面積が小さい。表面積が小さいので表面に付着する分子３３が少ない。この分子３３は水分、窒素、水素、空気の他、物理パッケージ２５や断熱材１８を構成する材料等である。また、分子３３は加熱されると容易に第２断熱材１７から離脱する。第２断熱材１７に付着する分子３３が少ないので、１４０℃未満の温度で第２断熱材１７が分子３３を離脱させることができる。そして、第２断熱材１７は内部に空隙がないので、熱の流れ３２は温度の高い場所から低い場所へ直線的に移動する。
【００７３】
第２断熱材１７の材質はガラスを含んでいる。ガラスは表面と連通する空隙の含有率を小さくできるので、気化する分子を吸着し難くすることができる。
【００７４】
図１３は第１断熱材からの分子の離脱を説明するための模式図である。図１３に示すように、第１断熱材１６は内部に微細な空隙１６ａが多数あるので、単位体積あたりの表面積が大きい。第２断熱材１７に比べて表面積が大きいので多くの分子３３が表面に付着できる。従って、第１断熱材１６は分子３３を吸着し易い。また、空隙１６ａでは分子３３が加熱されても分子３３は第１断熱材１６の壁に当たるので空隙１６ａ内に留まり易く、第１断熱材１６から離脱し難い。第１断熱材１６に付着する分子３３が多いので、２００℃の温度を維持することにより第１断熱材１６から分子３３を離脱させることができる。
【００７５】
第１断熱材１６は内部に空隙１６ａがあるので、熱の流れ３２は空隙１６ａのない場所を通過する。従って、温度の高い場所から低い場所へ複雑な通路を経て移動する。従って、第２断熱材１７に比べて熱の流れ３２の通路は長くなっている。このため、第２断熱材１７に比べて第１断熱材１６は熱伝導率が小さくなっている。
【００７６】
単位体積あたりの表面積が大きい第１断熱材１６は内部に微細な空隙１６ａが多く、単位体積あたりの表面積が小さい第２断熱材１７は内部に微細な空隙１６ａが少ない。断熱材１８は内部に微細な空隙１６ａが多い方が少ないものより熱が伝わり難い。そして、断熱材１８は内部に微細な空隙１６ａが多い方が少ないものより分子３３を吸着し易い。
【００７７】
断熱材１８は容器１５側に位置する第１断熱材１６と物理パッケージ２５側に位置する第２断熱材１７を含んでいる。そして、第２断熱材１７は第１断熱材１６よりも単位体積あたりの表面積が小さい。第１断熱材１６は気化する分子３３を吸着し易いが、容器１５側に位置しているので、第２断熱材１７より高温で加熱しても物理パッケージ２５への影響が小さい。そのため、真空封止をする際に加熱を行った場合に、吸着した分子３３を除去できる。第２断熱材１７は物理パッケージ２５側に位置しているので第１断熱材１６ほど高温にできないが、分子３３を吸着し難いので加熱するときの温度が低くても分子３３を離脱できる。従って、第１断熱材１６及び第２断熱材１７の両方から分子３３を除去できる。このため、原子発振器１は真空封止後に断熱材１８から放出される分子３３を少なくすることができる。その結果、原子発振器１は真空封止後に真空度が低下することを低減することができる。
【００７８】
図１４はステップＳ５の封止工程に対応する図である。図１４に示すように、ステップＳ５において、脱気装置２６はレーザー光源２９にレーザー光３４を射出させる。レーザー光３４は金属玉３０を照射する。金属玉３０は金及びゲルマニウムを含む合金であり４００℃で溶融する。金属玉３０は溶融して封止孔１５ｃ内に流れる。溶融した金属玉３０には表面張力が作用するので、封止孔１５ｃに留まる。そして、レーザー光源２９がレーザー光３４の射出を停止し、封止孔１５ｃでは溶融した金属玉３０の金属が冷えて封止部３５になる。封止部３５が封止孔１５ｃを塞ぐので、容器１５は封止される。
【００７９】
真空ポンプ２７は真空チャンバー２６ａ内に空気を送風して、真空チャンバー２６ａ内の気圧を大気圧にする。次に、操作者が真空チャンバー２６ａから容器１５を取り出して原子発振器１の製造工程が終了する。
【００８０】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、原子発振器１は真空封止された容器１５を備えている。容器１５の内部には断熱材１８が設置され、断熱材１８に物理パッケージ２５が設置されている。物理パッケージ２５はアルカリ金属が収容された原子セル５と光源２とを含んでいる。
【００８１】
単位体積あたりの表面積が大きい第１断熱材１６は内部に微細な空隙１６ａが多く、単位体積あたりの表面積が小さい第２断熱材１７は内部に微細な空隙１６ａが少ない。断熱材１８は内部に微細な空隙１６ａが多い方が少ないものより熱が伝わり難い。そして、断熱材１８は内部に微細な空隙１６ａが多い方が少ないものより分子３３を吸着し易い。
【００８２】
断熱材１８は容器１５側に位置する第１断熱材１６と物理パッケージ２５側に位置する第２断熱材１７を含んでいる。そして、第２断熱材１７は第１断熱材１６よりも単位体積あたりの表面積が小さい。第１断熱材１６は気化する分子３３を吸着し易いが、容器１５側に位置しているので、第２断熱材１７より高温で加熱しても物理パッケージ２５への影響が小さい。そのため、真空封止をする際に加熱を行った場合に、吸着した分子３３を除去できる。第２断熱材１７は物理パッケージ２５側に位置しているので第１断熱材１６ほど高温にできないが、分子３３を吸着し難いので加熱するときの温度が低くてもよい。従って、第１断熱材１６及び第２断熱材１７の両方から分子３３を離脱させることができる。このため、原子発振器１は真空封止後に断熱材１８から放出される分子３３を少なくすることができる。その結果、原子発振器１は真空封止後に真空度が低下することを低減することができる。
【００８３】
（２）本実施形態によれば、断熱材１８は第１断熱材１６と第２断熱材１７とが別体になっている。従って、第１断熱材１６と第２断熱材１７とを別々に形成できる。そのため、第１断熱材１６と第２断熱材１７とを一体に形成する場合よりも、第１断熱材１６または第２断熱材１７に使用する材料の自由度が高い。従って、断熱材１８を一体形成するときに比べて、容易に断熱材１８を製造することができる。
【００８４】
（３）本実施形態によれば、第２断熱材１７は第１面１７ａと第２面１７ｂとを備えている。第２面１７ｂは第１面１７ａとは反対側の面である。そして、第１面１７ａは物理パッケージ２５が接続される面である。第２面１７ｂの一部には第１断熱材１６が４つ設置されている。この構造の断熱材１８では第１断熱材１６が容器１５の底板部１５ａと接触する部分の面積が第２面１７ｂの面積より小さいので、伝熱し難くできる。
【００８５】
（４）本実施形態によれば、第２断熱材１７の材質はガラスを含んでいる。ガラスは表面と連通する空隙１６ａの含有率を小さくできるので、気化する分子３３を吸着し難くすることができる。
【００８６】
（第２の実施形態）
次に、原子発振器の一実施形態について図１５及び図１６を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、第２断熱材１７の形状が異なる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【００８７】
図１５は断熱材の構造を示す概略斜視図である。図１６は断熱材の構造を示す模式側断面図であり、図１５のＣＣ線に沿う断面を示している。すなわち、本実施形態では、図１５及び図１６に示すように、原子発振器３８は底板部１５ａ上に４つの第１断熱材１６が設置されている。そして、第１断熱材１６上に第２の部分としての第２断熱材３９が設置されている。第１断熱材１６及び第２断熱材３９により断熱材４０が構成されている。
【００８８】
第２断熱材３９は四角形の板状であり、第２断熱材１７に比べて孔のない形状になっている。従って、孔を形成する工程が不要になるので、第２断熱材１７を製造し易くすることができる。
【００８９】
（第３の実施形態）
次に、原子発振器の一実施形態について図１７及び図１８を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、第１断熱材１６が２つの部材で構成されている点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【００９０】
図１７は断熱材の構造を示す概略斜視図である。図１８は断熱材の構造を示す模式側断面図であり、図１７のＤＤ線に沿う断面を示している。すなわち、本実施形態では、図１７及び図１８に示すように、原子発振器４２は底板部１５ａ上に４つの第１の部分としての第１断熱材４３が設置されている。そして、第１断熱材４３上に重ねて第３の部分としての第３断熱材４４が設置されている。さらに、第３断熱材４４上に第２断熱材１７が設置されている。第１断熱材４３、第３断熱材４４及び第２断熱材１７により断熱材４５が構成されている。
【００９１】
このように、断熱材４５は、第１断熱材４３と第２断熱材１７との間に第３断熱材４４を備えている。そして、第３断熱材４４の単位体積あたりの表面積は第１断熱材４３よりも小さく第２断熱材１７よりも大きくなっている。例えば、原子発振器４２では第１断熱材４３の材質にポリエーテルエーテルケトン樹脂が用いられ、第３断熱材４４にポリフェニレンサルファイドが用いられている。そして、第２断熱材１７はガラスを含んでいる。第１断熱材４３及び第３断熱材４４に樹脂材料を選定する場合には成形条件により単位体積あたりの表面積が変化するので、材質と成形条件とを合わせて設定する必要がある。
【００９２】
単位体積あたりの表面積の比較にはＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で観察する方法、ガス吸着法、水銀圧入法等で調べることができる。
【００９３】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、断熱材４５では第１断熱材４３、第３断熱材４４、第２断熱材１７がこの順に並んで配置されている。単位体積あたりの表面積は第１断熱材４３が大きく、第２断熱材１７が小さく、第３断熱材４４は第１断熱材４３と第２断熱材１７との中間になっている。つまり、単位体積あたりの表面積の順番と並び順とが同じになっている。
【００９４】
断熱材４５に吸着した分子を除去するために容器１５を加熱する。このとき、断熱材４５は容器１５に近い程高い温度になる。従って、第１断熱材４３が最も高温になり、第３断熱材４４、第２断熱材１７の順に温度が低くなる。したがって、断熱材４５が第１断熱材４３と第２断熱材１７とで構成されるときに比べて、第１断熱材４３、第３断熱材４４、第２断熱材１７の並び順と容器１５を加熱した場合の温度分布の傾向とがより一致する。そのため、例えば、第３断熱材４４に相当する位置に第１断熱材４３が含まれる場合よりも、第３断熱材４４を含む方が、同じ加熱温度ならばより確実に吸着した分子３３を除去することができる。
【００９５】
（第４の実施形態）
次に、原子発振器の一実施形態について図１９及び図２０を用いて説明する。本実施形態が第２の実施形態と異なるところは、第１断熱材１６の形状が異なる点にある。尚、第２の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【００９６】
図１９は断熱材の構造を示す概略斜視図である。図２０は断熱材の構造を示す模式側断面図であり、図１９のＥＥ線に沿う断面を示している。すなわち、本実施形態では、図１９及び図２０に示すように、原子発振器４８は底板部１５ａ上に第１の部分としての第１断熱材４９が設置されている。そして、第１断熱材４９上に第２断熱材３９が設置されている。第１断熱材４９及び第２断熱材３９により断熱材５０が構成されている。
【００９７】
第１断熱材４９は４つの柱部４９ａを備えている。各柱部４９ａはＺ方向に長い形状になっている。そして、各柱部４９ａ上に第２断熱材３９が接着されている。隣り合う柱部４９ａは梁部４９ｂで連結されている。そして、４つの柱部４９ａは梁部４９ｂでつながり１つの部位となっている。従って、底板部１５ａ上に第１断熱材４９を設置するときに４つの柱部４９ａをまとめて設置できるので、各柱部４９ａの位置を調整する必要がない。その結果、断熱材５０を製造し易くすることができる。
【００９８】
（第５の実施形態）
次に、上記に記載の原子発振器が組み込まれた測位システムの一実施形態について図２１を用いて説明する。図２１は、測位システムのブロック図である。
【００９９】
図２１に示すように、電子機器の１つである測位システム６０は、ＧＰＳ衛星６１（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）、基地局装置６２及びＧＰＳ受信装置６３で構成されている。ＧＰＳ衛星６１は測位情報を送信する。測位情報はＧＰＳ信号に含まれる情報である。基地局装置６２は第１受信アンテナ６４、受信装置６５、送信アンテナ６６及び送信装置６７を備えている。第１受信アンテナ６４は、例えば、ＧＰＳ連続観測局の電子基準点に設置されている。受信装置６５は第１受信アンテナ６４を介してＧＰＳ衛星６１からの測位情報を高精度に受信する。そして、受信装置６５は、この受信装置６５で受信した測位情報を送信装置６７に伝送する。送信装置６７は送信アンテナ６６を介して測位情報をＧＰＳ受信装置６３に送信する。
【０１００】
受信装置６５は基準周波数発振源として原子発振器６５ａを備える電子装置である。そして、原子発振器６５ａには上記の原子発振器１、原子発振器３８、原子発振器４２、原子発振器４８のいずれかが用いられている。上記の原子発振器１、原子発振器３８、原子発振器４２、原子発振器４８は真空封止後に真空度が低下することを低減することができる。従って、原子発振器６５ａは長期信頼性が高い。また、受信装置６５で受信された測位情報は送信装置６７によりリアルタイムで送信される。
【０１０１】
ＧＰＳ受信装置６３は、第２受信アンテナ６８、衛星受信部６９、第３受信アンテナ７０及び基地局受信部７１を備えている。衛星受信部６９は第２受信アンテナ６８を介してＧＰＳ衛星６１からの測位情報を高精度に受信する。基地局受信部７１は第３受信アンテナ７０を介して基地局装置６２からの測位情報を受信する。
【０１０２】
本実施形態によれば、受信装置６５は原子発振器６５ａを備えている。原子発振器６５ａは真空封止後に真空度が低下することを低減することができる断熱材を備えているので長期信頼性が高い。従って、受信装置６５は長期信頼性が高い原子発振器６５ａを備えた電子装置とすることができる。
【０１０３】
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では、第１断熱材１６と第２断熱材１７とは別体であった。第２断熱材１７を先に形成して、第２断熱材１７を第１断熱材１６に挿入するインサート成形にて断熱材１８を形成しても良い。この方法では第１断熱材１６と第２断熱材１７とを生産性良く接合することができる。他にも、まず、第２断熱材１７に第１断熱材１６を接着して断熱材１８を形成する。次に、断熱材１８を底板部１５ａに接着しても良い。
【０１０４】
（変形例２）
前記第１の実施形態では、第２断熱材１７に４つの第１断熱材１６が接着されていた。他にも、１つの第２断熱材に１つの第１断熱材を接着して柱状の断熱材を形成してもよい。そして、底板部１５ａと物理パッケージ２５との間に１つまたは複数の断熱材を設置しても良い。この形態においても、同様の効果が得られる。
【０１０５】
（変形例３）
前記第３の実施形態では、第１断熱材４３及び第３断熱材４４の材料に樹脂材料を用いた。他にも、樹脂材料に加えて孔質ガラス、多孔質セラミック、けい酸カルシウム等から第１断熱材４３及び第３断熱材４４の材料を選択しても良い。この形態においても、同様の効果が得られる。
【０１０６】
（変形例４）
前記各実施形態にかかわる原子発振器を適用可能なシステムは、測位システムに限定されない。例えば、各種の周波数信号生成システムに原子発振器を適用することができる。周波数信号生成システムは、例えば、スマートフォン、タブレット端末、時計、携帯電話機、デジタルスチルカメラ、液体吐出装置（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、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、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（ｐｏｉｎｔ  ｏｆ  ｓａｌｅｓ）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、心磁計）、魚群探知機、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）周波数標準器、各種測定機器、計器類（例えば、自動車、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター、地上デジタル放送システム、携帯電話基地局、移動体（自動車、航空機、船舶等）であってもよい。
【０１０７】
以下に、実施形態から導き出される内容を記載する。
【０１０８】
原子発振器は、真空封止された容器と、第１の部分と、前記第１の部分よりも単位体積あたりの表面積が小さい第２の部分と、を含む、前記容器の内部に設置された断熱材と、アルカリ金属が収容された原子セルと、光源と、を含む、前記断熱材に設置された物理パッケージと、を備え、前記断熱材は前記第１の部分が前記容器側に位置し、前記第２の部分が前記物理パッケージ側に位置する。
【０１０９】
この構成によれば、原子発振器は真空封止された容器を備えている。容器の内部には断熱材が設置され、断熱材に物理パッケージが設置されている。物理パッケージはアルカリ金属が収容された原子セルと光源とを含んでいる。
【０１１０】
単位体積あたりの表面積が大きい断熱材は内部に微細な空隙が多く、単位体積あたりの表面積が小さい断熱材は内部に微細な空隙が少ない。断熱材は内部に微細な空隙が多い方が少ないものより熱が伝わり難い。そして、断熱材は内部に微細な空隙が多い方が少ないものより分子を吸着し易い。
【０１１１】
断熱材は容器側に位置する第１の部分と物理パッケージ側に位置する第２の部分を含んでいる。そして、第２の部分は第１の部分よりも単位体積あたりの表面積が小さい。第１の部分は気化する分子を吸着し易いが、容器側に位置しているので、比較的高温で加熱しても物理パッケージへの影響が小さい。そのため、真空封止をする際に加熱を行った場合に、吸着した分子を除去できる。第２の部分は物理パッケージ側に位置しているので第１の部分ほど高温にできないが、分子を吸着し難いので加熱するときの温度が低くてもよい。従って、第１の部分及び第２の部分の両方から分子を除去させることができる。このため、原子発振器は真空封止後に断熱材から放出される分子を少なくすることができる。その結果、原子発振器は真空封止後に真空度が低下することを低減することができる。
【０１１２】
上記の原子発振器は、前記第１の部分と前記第２の部分とは別体であることが好ましい。
【０１１３】
この構成によれば、断熱材は第１の部分と第２の部分とが別体になっている。従って、第１の部分と第２の部分とを別に形成できる。そのため、第１の部分と第２の部分とを一体に形成する場合よりも、第１の部分または第２の部分に使用する材料の自由度が高い。従って、断熱材を一体形成するときに比べて、容易に断熱材を製造することができる。
【０１１４】
上記の原子発振器は、前記第２の部分は第１面と前記第１面とは反対側の第２面とを備え、前記第１面に前記物理パッケージが接続され、前記第２面の一部に前記第１の部分が複数設置されることが好ましい。
【０１１５】
この構成によれば、第２の部分は第１面と第２面とを備えている。第２面は第１面とは反対側の面である。そして、第１面は物理パッケージが接続される面である。第２面の一部には第１の部分が複数設置されている。この構造の断熱材では第１の部分が容器と接触する部分の面積が第２面の面積より小さいので、伝熱し難くできる。
【０１１６】
上記の原子発振器において、前記断熱材は、前記第１の部分と前記第２の部分との間に第３の部分を備え、前記第３の部分の単位体積あたりの表面積は前記第１の部分よりも小さく前記第２の部分よりも大きいことが好ましい。
【０１１７】
この構成によれば、断熱材では第１の部分、第３の部分、第２の部分がこの順に並んで配置されている。単位体積あたりの表面積は第１の部分が大きく、第２の部分が小さく、第３の部分は第１の部分と第２の部分との中間になっている。つまり、単位体積あたりの表面積の順番と並び順とが同じになっている。
【０１１８】
断熱材に吸着した分子を除去するために容器を加熱した場合には、断熱材は容器に近い程高い温度になる。従って、第１の部分が最も高温になり、第３の部分、第２の部分の順に温度が低くなる。したがって、断熱材が第１の部分と第２の部分とで構成されるときに比べて、断熱材の並び順と容器を加熱した場合の温度分布の傾向とがより一致する。そのため、例えば、第３の部分に相当する位置に第１の部分が含まれる場合よりも、第３の部分を含む方が、同じ加熱温度ならばより確実に吸着した分子を除去することができる。
【０１１９】
上記の原子発振器において、前記第２の部分の材質はガラスを含むことが好ましい。
【０１２０】
この構成によれば、第２の部分の材質はガラスを含んでいる。ガラスは表面と連通する空隙の含有率を小さくできるので、気化する分子を吸着し難くすることができる。
【符号の説明】
【０１２１】
１，３８，４２，４８…原子発振器、２…光源、５…原子セル、１５…容器、１６，４３，４９…第１の部分としての第１断熱材、１７ａ…第１面、１７ｂ…第２面、１７，３９…第２の部分としての第２断熱材、１８，４０，４５，５０…断熱材、２５…物理パッケージ、４４…第３の部分としての第３断熱材。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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