(57)【要約】【課題】例えば基板の歪み等に起因する光軸ずれを低減することができ、外部からの熱による影響を軽減することができる量子干渉装置、原子発振器、電子機器および移動体を提供すること。【解決手段】本発明の量子干渉装置は、配線基板５と、金属原子が封入されているガスセル３１を有する第２ユニット３と、金属原子に共鳴するための共鳴光対を含む光を出射する光出射部２１を有する第１ユニット２と、板状をなし、第１ユニットと第２ユニット３とを一方の面側で支持し、他方の面側で配線基板５に接続されている支持板７と、を備えている。また、支持板７の第２ユニット３を支持している第２支持部７２は、配線基板５と離間している部分を有している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
金属原子が封入されているガスセルを有するガスセル部と、
前記金属原子に共鳴するための共鳴光対を含む光を出射する光源を有する光源部と、
一方の面側で前記ガスセル部と前記光源部とに接続し、他方の面側で前記基板に接続している接続部材と、を備え、
前記接続部材の前記ガスセル部と接続している部分は、他方の面側で前記基板と離間している部分を有していることを特徴とする量子干渉装置。
【請求項２】
前記ガスセル部は、前記基板との間に空隙を有している請求項１に記載の量子干渉装置。
【請求項３】
前記接続部材の平面視において、前記接続部材と前記ガスセル部とが重なっている領域の面積は、前記接続部材の平面視における前記ガスセル部の面積の５０％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】
前記接続部材と前記ガスセル部とは、複数の面で接触している請求項１ないし３のいずれか１項に記載の量子干渉装置。
【請求項５】
前記接続部材は、前記基板に片持ち支持されており、自由端側で前記ガスセル部に接続している請求項１ないし４のいずれか１項に記載の量子干渉装置。
【請求項６】
前記接続部材の前記ガスセル部に接続している部分と前記基板との間には、それらの離間距離を規制する規制部材が設けられている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の量子干渉装置。
【請求項７】
前記接続部材と前記ガスセル部との間には、断熱材が設けられている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の量子干渉装置。
【請求項８】
前記接続部材の少なくとも前記光源部に接続している部分は、金属材料を含んでいる請求項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】
前記接続部材は、前記光の出射方向の位置決めを行う位置決め部を有している請求項１ないし８のいずれか１項に記載の量子干渉装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の量子干渉装置を備えることを特徴とする原子発振器。
【請求項１１】
請求項１ないし９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１２】
請求項１ないし９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（例えば、特許文献１参照）。
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が、量子干渉効果を利用した原子発振器は、二重共鳴現象を利用した原子発振器よりも小型化できることから、近年、様々な機器への搭載が期待されている。
【０００３】
量子干渉効果を利用した原子発振器は、例えば、特許文献１に開示されているように、ガス状の金属原子を封入したガスセルと、ガスセル中の金属原子に周波数の異なる２種の共鳴光を含むレーザー光を照射する光出射部と、ガスセルを透過したレーザー光を検出する光検出部と、光出射部とガスセルとの間に設けられた光学部品とを備えている。そして、このような原子発振器では、２種類の共鳴光の周波数差が特定の値のときに２種類の共鳴光の双方がガスセル内の金属原子に吸収されずに透過する電磁誘起透明化（ＥＩＴ：Electromagnetically Induced Transparency）現象を生じるが、そのＥＩＴ現象に伴って発生する急峻な信号であるＥＩＴ信号を光検出器で検出する。
【０００４】
また、特許文献１に記載の原子発振器では、ガスセルおよび光検出部が第１パッケージに収納され、光出射部が第２パッケージに収納され、光学部品が第３パッケージに収納されている。各パッケージは、第１パッケージ、第３パッケージおよび第２パッケージの順に接合されており、各パッケージがそれぞれ接合された状態で、例えば基板上に搭載されて用いられる。
【０００５】
しかしながら、このような原子発振器では、基板に外力が加わり、変形した場合、その外力が基板を介して各パッケージに伝達される。その結果、各パッケージの位置ずれ、すなわち、原子発振器の光軸ずれが生じる可能性がある。さらに、例えば環境温度の変化や、光出射部の排熱等により基板の温度が変化する可能性がある。この場合、基板上の各パッケージにも温度変化の影響を及ぼすおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１９１５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、例えば基板の歪み等に起因する光軸ずれを低減することができ、さらに外部からの熱による影響を軽減することができる量子干渉装置、原子発振器、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】
【０００８】
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］
本発明の量子干渉装置は、基板と、
金属原子が封入されているガスセルを有するガスセル部と、
前記金属原子に共鳴するための共鳴光対を含む光を出射する光源を有する光源部と、
一方の面側で前記ガスセル部と前記光源部とに接続し、他方の面側で前記基板に接続している接続部材と、を備え、
前記接続部材の前記ガスセル部と接続している部分は、前記基板と離間している部分を有していることを特徴とする。
本発明の量子干渉装置によれば、ガスセル部と基板とが離間しているため、ガスセル部の基板からの熱による影響を軽減することができる。さらに、ガスセル部と光出射部とが接続部材の同一面上で接続されているため、例えば基板の歪み等に起因するガスセル部と光出射部との光軸ずれを低減することができる。
【０００９】
［適用例２］
本発明の量子干渉装置では、前記ガスセル部は、前記基板との間に空隙を有しているのが好ましい。
これにより、ガスセル部の基板からの熱による影響を軽減することができる。
［適用例３］
本発明の量子干渉装置では、前記接続部材の平面視において、前記接続部材と前記ガスセル部とが重なっている領域の面積は、前記接続部材の平面視における前記ガスセル部の面積の５０％以下であるのが好ましい。
これにより、ガスセル部と接続部材との接触面積を十分に減少させることができる。よって、接続部材を介して基板からガスセル部に熱が伝達されるのを効果的に低減することができる。
【００１０】
［適用例４］
本発明の量子干渉装置では、前記接続部材と前記ガスセル部とは、複数の面で接触しているのが好ましい。
これにより、接続部材とガスセル部とが１つの面で接触している場合に比べて、複数の面で接触している分、熱が分散される。その結果、接続部材を介して基板からガスセル部に熱が伝達されるのをより効果的に低減することができる。
［適用例５］
本発明の量子干渉装置では、前記接続部材は、前記基板に片持ち支持されており、自由端側で前記ガスセル部に接続しているのが好ましい。
これにより、本発明の効果を顕著に発揮することができる。
【００１１】
［適用例６］
本発明の量子干渉装置では、前記接続部材の前記ガスセル部に接続している部分と前記基板との間には、それらの離間距離を規制する規制部材が設けられているのが好ましい。
これにより、接続部材が変形し、ガスセル部を支持している部分が変位するのを防止することができる。すなわち、接続部材の強度を高めることができる。
【００１２】
［適用例７］
本発明の量子干渉装置では、前記接続部材と前記ガスセル部との間には、断熱材が設けられているのが好ましい。
これにより、接続部材からガスセル部に熱が伝達されるのを効果的に低減することができる。
【００１３】
［適用例８］
本発明の量子干渉装置では、前記接続部材の少なくとも前記光源部に接続している部分は、金属材料を含んでいるのが好ましい。
これにより、光源部で生じた熱を、比較的熱伝導率の高い金属材料を介して、効果的に外部に放出することができる。
【００１４】
［適用例９］
本発明の量子干渉装置では、前記接続部材は、前記光の出射方向の位置決めを行う位置決め部を有しているのが好ましい。
これにより、ガスセル部および光源部の位置決めを容易に行うことができる。
［適用例１０］
本発明の原子発振器は、本発明の量子干渉装置を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性に優れた原子発振器を提供することができる。
【００１５】
［適用例１１］
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１２］
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。
【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（量子干渉装置）の概略構成を示す模式図である。
【図２】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３】光出射部から出射される２つの光の周波数差と、光検出部で検出される光の強度との関係を示すグラフである。
【図４】図１に示す原子発振器（量子干渉装置）の分解斜視図である。
【図５】図１に示す原子発振器が備える光出射部およびガスセル部を説明するための模式図である。
【図６】図４中のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る原子発振器（量子干渉装置）が備える接続部材を示す図であり、（ａ）が斜視図であり、（ｂ）が平面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る原子発振器（量子干渉装置）が備える接続部材を示す図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が（ａ）中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る原子発振器（量子干渉装置）の側面図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る原子発振器（量子干渉装置）の断面図である
【図１１】ＧＰＳ衛星を利用した測位システムに本発明の原子発振器（量子干渉装置）を用いた場合の概略構成を示す図である。
【図１２】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】
【００１７】
以下、本発明の量子干渉装置および原子発振器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（量子干渉装置）の概略構成を示す模式図である。また、図２は、アルカリ金属のエネルギー状態を説明するための図、図３は、光出射部から出射される２つの光の周波数差と、光検出部で検出される光の強度との関係を示すグラフ、図４は、図１に示す原子発振器の分解斜視図である。
【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、光出射側のユニットである第１ユニット（光源部）２と、光検出側のユニットである第２ユニット（ガスセル部）３と、ユニット２、３を支持する支持板（接続部材）７と、ユニット２、３間に設けられた光学部品４１、４２、４３と、第１ユニット２および第２ユニット３を制御する制御部６と、これらを支持する配線基板５と、を備える。
【００２０】
ここで、第１ユニット２は、光出射部（光源）２１と、光出射部２１を収納する第１パッケージ２２とを備える。
また、第２ユニット３は、ガスセル３１と、光検出部３２と、ヒーター３３と、温度センサー３４と、コイル３５と、これらを収納する第２パッケージ３６と、第２パッケージ３６を収納する磁気シールド３８とを備える。
【００２１】
まず、原子発振器１の原理を簡単に説明する。
図１に示すように、原子発振器１では、光出射部２１がガスセル３１に向けて励起光ＬＬを出射し、ガスセル３１を透過した励起光ＬＬを光検出部３２が検出する。
ガスセル３１内には、ガス状のアルカリ金属（金属原子）が封入されており、アルカリ金属は、図２に示すように、３準位系のエネルギー準位を有し、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。
【００２２】
光出射部２１から出射された励起光ＬＬは、周波数の異なる２種の共鳴光１、２を含んでおり、この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したとき、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。
【００２３】
例えば、光出射部２１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３に示すように、急峻に上昇する。このような急峻な信号をＥＩＴ信号として検出する。このＥＩＴ信号は、アルカリ金属の種類によって決まった固有値をもっている。したがって、このようなＥＩＴ信号を用いることにより、発振器を構成することができる。
【００２４】
以下、本実施形態の原子発振器１の具体的な構成について説明する。
図４は、図１に示す原子発振器の分解斜視図、図５は、図１に示す原子発振器が備える光出射部およびガスセル部を説明するための模式図、図６は、図１中のＡ−Ａ線断面図である。なお、以下では、図４〜図６の上側を「上」、図５の下側を「下」ともいう。
【００２５】
原子発振器１は、図４に示すように、制御部６が実装され、第１ユニット２、第２ユニット３および光学部品４１、４２、４３を保持する配線基板５（保持部材）と、第１ユニット２および第２ユニット３を同一面側で支持（接続）する支持板７とを備える。
そして、第１ユニット２および第２ユニット３は、配線基板５の配線およびコネクター（図示せず）を介して制御部６に電気的に接続され、制御部６により駆動制御される。
【００２６】
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、光出射部２１と、光出射部２１を収納する第１パッケージ２２とを備える。
［光出射部］
光出射部２１は、ガスセル３１中のアルカリ金属原子を励起する励起光ＬＬを出射する機能を有する。
【００２７】
より具体的には、光出射部２１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）を含む光を励起光ＬＬとして出射するものである。
共鳴光１の周波数ω１は、ガスセル３１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（共鳴）し得るものである。
また、共鳴光２の周波数ω２は、ガスセル３１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（共鳴）し得るものである。
【００２８】
この光出射部２１としては、前述したような励起光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を用いることができる。
また、このような光出射部２１は、図示しない温度調節素子（発熱抵抗体、ペルチェ素子等）により、所定温度に温度調節される。
【００２９】
［第１パッケージ］
第１パッケージ２２は、前述した光出射部２１を収納する。
この第１パッケージ２２は、図４に示すように、外形形状がブロック状をなす筐体で構成された第１パッケージ本体２２１と、板状をなし、第１パッケージ本体２２１の下端部に設けられた複数（本実施形態では４つ）の脚部２２２とを有している。各脚部２２２は、第１ユニット２が支持板７に搭載された際、支持板７と当接する部分である。各脚部２２２は、第１パッケージ本体２２１の角部にそれぞれ設けられている。これにより、第１ユニット２を支持板７に安定的に搭載することができる。
【００３０】
また、第１パッケージ本体２２１からは、例えば、複数のリード（図示せず）が突出しており、これらは、配線を介して光出射部２１に電気的に接続されている。そして、前記各リードは、図示しないコネクター等で配線基板５と電気的に接続されている。このコネクターとしては、例えば、フレキシブル基板や、ソケット状をなすもの等を用いることができる。
また、第１パッケージ本体２２１の第２ユニット３側の壁部には、窓部２３が設けられている。この窓部２３は、ガスセル３１と光出射部２１との間の光軸（励起光ＬＬの軸ａ）上に設けられている。そして、窓部２３は、前述した励起光ＬＬに対して透過性を有する。
【００３１】
本実施形態では、窓部２３は、レンズである。これにより、励起光ＬＬを無駄なくガスセル３１へ照射することができる。また、窓部２３は、励起光ＬＬを平行光とする機能を有する。すなわち、窓部２３はコリメートレンズであり、内部空間Ｓにおける励起光ＬＬは平行光である。これにより、内部空間Ｓに存在するアルカリ金属の原子のうち、光出射部２１から出射した励起光ＬＬにより共鳴するアルカリ金属の原子の数を多くすることができる。その結果、ＥＩＴ信号の強度を高めることができる。
【００３２】
なお、窓部２３は、励起光ＬＬに対する透過性を有するものであれば、レンズに限定されず、例えば、レンズ以外の光学部品であってもよいし、単なる光透過性の板状部材であってもよい。この場合、前述したような機能を有するレンズは、例えば、後述する光学部品４１、４２、４３と同様、第１パッケージ２２および第２パッケージ３６との間に設けられていてもよい。
このような第１パッケージ２２の窓部２３以外の部分の構成材料としては、特に限定されず、例えば、セラミックス、金属、樹脂等を用いることができる。
【００３３】
ここで、第１パッケージ２２の窓部２３以外の部分が励起光に対して透過性を有する材料で構成されている場合、第１パッケージ２２の窓部２３以外の部分と窓部２３と一体的に形成することができる。また、第１パッケージ２２の窓部２３以外の部分が励起光に対して透過性を有しない材料で構成されている場合、第１パッケージ２２の窓部２３以外の部分と窓部２３とを別体で形成し、これらを公知の接合方法により接合すればよい。
【００３４】
また、第１パッケージ２２内が気密空間であることが好ましい。これにより、第１パッケージ２２内を減圧状態または不活性ガス封入状態とすることができ、その結果、原子発振器１の特性を向上させることができる。
また、第１パッケージ２２内には、光出射部２１の温度を調節する温度調節素子や温度センサー等が収納されている（図示せず）。かかる温度調節素子としては、例えば、発熱抵抗体（ヒーター）、ペルチェ素子等が挙げられる。
このような第１パッケージ２２によれば、光出射部２１から第１パッケージ２２外への励起光の出射を許容しつつ、光出射部２１を第１パッケージ２２内に収納することができる。
【００３５】
（第２ユニット）
前述したように、第２ユニット３は、ガスセル３１と、光検出部３２と、ヒーター３３と、温度センサー３４と、コイル３５と、これらを収納する第２パッケージ３６と、第２パッケージ３６を収納する磁気シールド３８とを備える。
［ガスセル］
ガスセル３１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。また、ガスセル３１内には、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。
【００３６】
例えば、ガスセル３１は、図５に示すように、柱状の貫通孔３１１ａを有する本体部３１１と、その貫通孔３１１ａの両開口を封鎖する１対の窓部３１２、３１３とを有する。これにより、前述したようなアルカリ金属が封入される内部空間Ｓが形成されている。
本体部３１１を構成する材料としては、特に限定されず、金属材料、樹脂材料、ガラス材料、シリコン材料、水晶等が挙げられるが、加工性や窓部３１２、３１３との接合の観点から、ガラス材料、シリコン材料を用いるのが好ましい。
このような本体部３１１には、窓部３１２、３１３が気密的に接合されている。これにより、ガスセル３１の内部空間Ｓを気密空間とすることができる。
【００３７】
本体部３１１と窓部３１２、３１３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、窓部３１２、３１３を構成する材料としては、前述したような励起光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、シリコン材料、ガラス材料、水晶等が挙げられる。
【００３８】
このような各窓部３１２、３１３は、前述した光出射部２１からの励起光ＬＬに対する透過性を有している。そして、一方の窓部３１２は、ガスセル３１内へ入射する励起光ＬＬが透過するものであり、他方の窓部３１３は、ガスセル３１内から出射した励起光ＬＬが透過するものである。
また、ガスセル３１は、ヒーター３３により加熱され、所定温度に温度調節される。
【００３９】
［光検出部］
光検出部３２は、ガスセル３１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。
【００４０】
［ヒーター］
ヒーター３３は、前述したガスセル３１（より具体的にはガスセル３１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３１中のアルカリ金属を所望濃度のガス状に維持することができる。
このヒーター３３は、通電により発熱するものであり、例えば、ガスセル３１の外表面上に設けられた発熱抵抗体で構成されている。このような発熱抵抗体は、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。
【００４１】
ここで、かかる発熱抵抗体は、ガスセル３１の励起光ＬＬの入射部または出射部に設けられる場合、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。
【００４２】
なお、ヒーター３３は、ガスセル３１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３１に対して非接触であってもよい。また、ヒーター３３に代えて、または、ヒーター３３と併用して、ペルチェ素子やセラミックヒーターを用いて、ガスセル３１を加熱してもよい。
このようなヒーター３３は、後述する制御部６の温度制御部６２に電気的に接続され、通電制御される。
【００４３】
［温度センサー］
温度センサー３４は、ヒーター３３またはガスセル３１の温度を検出するものである。そして、この温度センサー３４の検出結果に基づいて、前述したヒーター３３の発熱量が制御される。これにより、ガスセル３１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。
【００４４】
なお、温度センサー３４の設置位置は、特に限定されず、例えば、ヒーター３３上であってもよいし、ガスセル３１の外表面上であってもよい。
温度センサー３４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３４は、図示しない配線を介して、後述する制御部６の温度制御部６２に電気的に接続されている。
【００４５】
［コイル］
コイル３５は、通電により、内部空間Ｓに励起光ＬＬの軸ａに沿った方向（平行な方向）の磁場を発生させる機能を有する。これにより、ゼーマン分裂により、内部空間Ｓに存在するアルカリ金属の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。
【００４６】
なお、コイル３５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。
このコイル３５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３１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３１を介して対向させてもよい。
このコイル３５は、図示しない配線を介して、後述する制御部６の磁場制御部６３に電気的に接続されている。これにより、コイル３５に通電を行うことができる。
【００４７】
［第２パッケージ］
第２パッケージ３６は、外形形状がブロック状をなす筐体で構成され、前述したガスセル３１、光検出部３２、ヒーター３３、温度センサー３４およびコイル３５を収納する。また、第２パッケージ３６は、ガスセル３１、光検出部３２、ヒーター３３、温度センサー３４およびコイル３５を内部で直接的または間接的に支持する。
【００４８】
また、第２パッケージ３６の第１ユニット２側の壁部には、窓部３７が設けられている。この窓部３７は、ガスセル３１と光出射部２１との間の光軸（軸ａ）上に設けられている。そして、窓部３７は、前述した励起光に対して透過性を有する。
なお、窓部３７は、励起光に対する透過性を有するものであれば、光透過性を有するものに限定されず、例えば、レンズ、偏光板、λ／４波長板等の光学部品であってもよい。
このような第２パッケージ３６の窓部３７以外の部分の構成材料としては、特に限定されず、例えば、セラミックス、金属、樹脂等を用いることができる。
【００４９】
［磁気シールド］
磁気シールド３８は、外形形状がブロック状をなす筐体で構成されており、内部に第２パッケージ３６を収納する。この磁気シールド３８は、磁気シールド性を有し、ガスセル３１内のアルカリ金属を外部磁界から遮蔽する機能を有している。これにより、コイル３５の磁場の磁気シールド３８内での安定性の向上を図ることができる。よって、原子発振器１の発振特性の向上を図ることができる。
【００５０】
また、磁気シールド３８の第１ユニット２側の壁部には、窓部３８２が設けられている。これにより、光出射部２１から出射した光が窓部３８２を介して第２パッケージ３６の窓部３７およびガスセル３１内に入射することができる。
また、磁気シールド３８の下端部には、光の出射方向に対向する壁部の下端部付近に一対の突出片３８１が設けられている。これにより、支持板７に第２ユニット３を搭載する際、この一対の突出片３８１を目安にして容易に把握することができる。
このような磁気シールド３８の構成材料としては、磁気シールド性を有する材料が用いられ、例えば、Ｆｅ、各種鉄系合金（ケイ素鉄、パーマロイ、アモルファス、センダスト、コバール）等の軟磁性材料が挙げられ、中でも、磁気シールド性が優れるという観点から、コバール、パーマロイ等のＦｅ−Ｎｉ系合金を用いることが好ましい。
【００５１】
また、磁気シールド３８からは、例えば、複数のリード（図示せず）が突出しており、これらは、配線を介して光検出部３２、ヒーター３３、温度センサー３４およびコイル３５に電気的に接続されている。また、前記各リードは、図示しないコネクター等で配線基板５と電気的に接続されている。このコネクターとしては、例えば、フレキシブル基板や、ソケット状をなすもの等を用いることとができる。
【００５２】
（光学部品）
前述したような第１ユニット２と第２ユニット３との間には、複数の光学部品４１、４２、４３が配置されている。この複数の光学部品４１、４２、４３は、それぞれ、前述した第１パッケージ２２内の光出射部２１と、前述した第２パッケージ３６内のガスセル３１との間の光軸（軸ａ）上に設けられている。
【００５３】
また、本実施形態では、第１ユニット２側から第２ユニット３側へ、光学部品４１、光学部品４２、光学部品４３の順に配置されている。
光学部品４１は、λ／４波長板である。これにより、例えば、光出射部２１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。
【００５４】
前述したようにコイル３５の磁場によりガスセル３１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。
【００５５】
これに対し、前述したようにコイル３５の磁場によりガスセル３１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。
【００５６】
なお、光学部品４１の平面視形状は、これに限定されず、例えば、四角形、五角形等の多角形をなしていてもよい。
このような光学部品４１に対して第２ユニット３側には、光学部品４２、４３が配置されている。
光学部品４２、４３は、それぞれ、減光フィルター（ＮＤフィルター）である。これにより、ガスセル３１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２１の出力が大きい場合でも、ガスセル３１に入射する励起光を所望の光量とすることができる。本実施形態では、前述した光学部品４１により円偏光に変換された励起光の強度を光学部品４２、４３により調整する。
【００５７】
本実施形態では、光学部品４２、４３は、それぞれ、板状をなしている。
なお、光学部品４２、４３の平面視形状は、これに限定されず、例えば、四角形、五角形等の多角形をなしていてもよい。
また、光学部品４２および光学部品４３は、互いに減光率が等しくてもよいし異なっていてもよい。
【００５８】
また、光学部品４２、４３は、それぞれ、上側と下側とで連続的または段階的に減光率の異なる部分を有していてもよい。この場合、光学部品４２、４３を配線基板５に対して上下方向での位置を調整することにより、励起光の減光率を調整することができる。
また、光学部品４２、４３は、それぞれ、周方向で連続的または断続的に減光率が異なる部分を有していてもよい。この場合、光学部品４２、４３を回転させることにより、励起光の減光率を調整することができる。なお、この場合、光学部品４２、４３の回転中心が軸ａに対してずれていればよい。
【００５９】
なお、この光学部品４２、４３のうちのいずれか一方の光学部品を省略してもよい。また、光出射部２１の出力が適度である場合、光学部品４２、４３の双方を省略することができる。
また、光学部品４１、４２、４３は、前述した種類、配置順、数等に限定されない。例えば、光学部品４１、４２、４３は、それぞれ、λ／４波長板または減光フィルターに限定されず、レンズ、偏光板等であってもよい。
【００６０】
（配線基板）
配線基板５は、図示しない配線を有し、かかる配線を介して、配線基板５に搭載された制御部６等の電子部品と、例えばコネクターとを電気的に接続する機能を有する。
また、配線基板５は、前述した原子発振器１の各部を保持する機能を有する。なお、光学部品４１、４２、４３を保持する方法としては、例えば、配線基板５に３つの凹部を設け、各凹部内に光学部品４１、４２、４３をそれぞれ挿入させる方法等が挙げられる。
【００６１】
この配線基板５としては、各種プリント配線基板を用いることができるが、前述したように保持した第１ユニット２、第２ユニット３および光学部品４１、４２、４３の位置関係を維持するのに必要な剛性を確保する観点から、リジット部を有する基板、例えば、リジット基板、リジットフレキシブル基板等を用いるのが好ましい。
なお、配線基板５として、リジット部を有しない配線基板（例えば、フレキシブル基板）を用いた場合であっても、例えば、かかる配線基板に、剛性を向上させるための補強部材を接合することにより、第１パッケージ２２、第２パッケージ３６および光学部品４１、４２、４３の位置関係を維持することができる。
このような配線基板５の一方の面には、制御部６が設置されている。なお、配線基板５には、制御部６以外の電子部品が搭載されていてもよい。
【００６２】
［制御部］
図１に示す制御部６は、ヒーター３３、コイル３５および光出射部２１をそれぞれ制御する機能を有する。
本実施形態では、制御部６は、配線基板５に搭載されたＩＣ（Integrated Circuit）チップで構成されている。
【００６３】
このような制御部６は、光出射部２１の共鳴光１、２の周波数を制御する励起光制御部６１と、ガスセル３１中のアルカリ金属の温度を制御する温度制御部６２と、ガスセル３１に印加する磁場を制御する磁場制御部６３とを有する。
励起光制御部６１は、前述した光検出部３２の検出結果に基づいて、光出射部２１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６１は、前述した光検出部３２の検出結果に基づいて、前述した周波数差（ω１−ω２）がアルカリ金属固有の周波数ω０となるように、光出射部２１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６１は、図示しないが、電圧制御型水晶発振器（発振回路）を備えており、その電圧制御型水晶発振器の発振周波数を光検出部３２の検知結果に基づいて同期・調整しながら原子発振器１の出力信号として出力する。
【００６４】
また、温度制御部６２は、温度センサー３４の検出結果に基づいて、ヒーター３３への通電を制御する。これにより、ガスセル３１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６３は、コイル３５が発生する磁場が一定となるように、コイル３５への通電を制御する。
【００６５】
［支持板］
図４および図６に示すように、支持板７は、第１ユニット２を支持する第１支持部７１と、第２ユニット３を支持する第２支持部７２と、第１支持部７１と第２支持部７２とを連結する一対の連結部７３とを有している。この支持板７は、第１ユニット２と第２ユニット３とを同一面側（上面側）で支持し、かつ、下面側で配線基板５上に載置（接続）される部材である。
【００６６】
第１支持部７１は、支持板７の平面視で矩形をなし、第１支持部７１には、第２支持部７２側の一部が切り欠かれて凹部７１３が形成されている。また、第１支持部７１は、上面７１１で第１ユニット２を支持している。第１支持部７１の下面７１２は、支持板７を配線基板５に載置した際、配線基板５と当接する部分である。
第２支持部７２は、支持板７の平面視で矩形をなし、第２支持部７２には、第１支持部７１側の一部が切り欠かれて凹部７２３が形成されている。また、第２支持部７２は、上面７２１で第２ユニット３を支持している。第２支持部７２の下面７２２は、支持板７を配線基板５上に載置した状態では、配線基板５と離間している。
また、第２支持部７２の上面７２１には、支持板７の厚さ方向に向って突出した一対のリブ７２４が形成されている。この一対のリブ７２４は、励起光ＬＬの出射方向に沿って延在しており、励起光ＬＬの出射方向の同一直線上に配置されている。
【００６７】
各連結部７３は、第２支持部７２が第１支持部７１に対して第１支持部７１の上面７１１側にずれた位置で、かつ、第１支持部７１と第２支持部７２とが平行となるように各支持部７１、７２を連結している。各連結部７３は、各支持部７１、７２の端面にそれぞれ設けられており、互いに離間している。また、各連結部７３は、ブロック状をなし、各支持部７１、７２の板厚よりも厚くなっている。これにより、各連結部７３の剛性を高めることができ、各連結部７３を支点として変形するのを効果的に低減することができる。
【００６８】
また、連結部７３は、第１支持部７１の上面７１１および第２支持部７２の上面７２１よりも上側に突出している。これにより、後述するように、第１ユニット２および第２ユニット３を位置決めする際、第１ユニット２および第２ユニット３は、各連結部７３に当接することができる。
このような原子発振器１では、第１ユニット２および第２ユニット３が、支持板７の厚さ方向にずれた位置で支持板７に支持されているが、光出射部２１から出射した励起光ＬＬがガスセル３１を介して光検出部３２に入射するように構成されている。
【００６９】
また、支持板７では、各連結部７３が光軸ａと直交する方向に離間して設けられ、かつ、第１支持部７１に凹部７１３が形成され、第２支持部７２に凹部７２３が形成されている。このため、支持板７には、その平面視で、第１支持部７１と第２支持部７２との間に厚さ方向に貫通する貫通孔７４が形成されることとなる。これにより、貫通孔７４に各光学部品４１、４２、４３を配置することができる。この配置方法としては、例えば、配線基板５に各光学部品４１、４２、４３に対応する孔部を設け、該孔部に各光学部品４１、４２、４３を配置する方法等が挙げられる。この場合、支持板７の貫通孔７４を各光学部品４１、４２、４３用の孔部と重なるように支持板７を配線基板５に配置する。
【００７０】
さて、第２ユニット３のガスセル３１中のアルカリ金属は、前述したように、ヒーター３３および温度センサー３４によって温度管理されており、所望濃度のガス状に維持されている。従来のように配線基板５上に第２ユニット３が設けられていた場合、例えば環境温度の変化や光出射部２１からの排熱等により配線基板５の温度が上昇（変化）し、配線基板５から第２ユニット３に熱が伝達されるおそれがある。これにより、ガス状のアルカリ金属の濃度が変化して原子発振器の発振特性が低下するおそれがある。
【００７１】
しかしながら、第２ユニット３は、支持板７によって配線基板５と離間した状態となっている。すなわち、第２ユニット３は、排せえん基板５との間に空隙を有している。これにより、配線基板５から第２ユニット３への直接的な熱伝達を防止することができる。よって、原子発振器１は信頼性に優れたものとなる。
【００７２】
また、前述したように、各連結部７３は、離間して一対設けられている。これにより、例えば、連結部７３が一枚の板片で構成されている場合に比べて、連結部７３の断面積を小さくすることができる。よって、断面積が小さい分、第１支持部７１から第２支持部７２への熱伝導量を低減することができる。よって、原子発振器１はより信頼性に優れたものとなる。
【００７３】
また、配線基板５上に第１ユニット２および第２ユニット３が直接設けられていたり、支持板７が平板状であった場合には、配線基板５が変形した際、第１ユニット２と第２ユニット３との位置関係が変化して、光出射部２１から出射した励起光ＬＬが効率よく光検出部３２に入射しない可能性がある。原子発振器１では、配線基板５に支持板７が両持ち支持されていてもよいが、片持ち支持され、自由端側（第２支持部７２）に第２ユニット３が配置されている方が好ましい。このため、配線基板５が変形して第１ユニット２が変位したとしても、第１ユニット２は、第２ユニット３とともに変位することとなる。すなわち、第１ユニット２および第２ユニット３は、支持板７によって位置関係が固定されている。これにより、第１ユニット２と第２ユニット３との位置関係は変化せず、光出射部２１から出射した励起光ＬＬは、光検出部３２に確実に入射する。よって、原子発振器１の高い発振特性を維持することができ、信頼性に優れた原子発振器１を得ることができる。
【００７４】
ここで、支持板７に対して第１ユニット２および第２ユニット３を位置決めする方法について説明する。
支持板７の第１支持部７１に第１ユニット２を配置する際には、まず、第１支持部７１の上面７１１に第１パッケージ２２の各脚部２２２を当接させる。そして、この当接状態から、各脚部２２２のうちの連結部７３側の２つの脚部２２２を連結部７３に、励起光ＬＬの出射方向に沿って図６中右側に押しつける。これにより、第１ユニット２の励起光ＬＬの出射方向の位置決めを行うことができる。
【００７５】
なお、第１ユニット２の支持板７の幅方向（光軸ａと直交する方向）の位置決め方法としては、例えば、支持板７の幅方向に対向する脚部２２２の離間距離を第１支持部７１の凹部７１３の幅とを同じ寸法で形成する。そして、それらを目安にして、各脚部２２２の離間距離と凹部７１３の幅とが一致するように、第１ユニット２を支持板７に対してずらしつつ行うことができる。
【００７６】
一方、支持板７の第２支持部７２に第２ユニット３を配置する際には、まず、第２支持部７２の上面７２１に磁気シールド３８の下面を当接させる。そして、この当接状態から各連結部７３に磁気シールド３８の連結部７３側の側面を連結部７３に、励起光ＬＬの出射方向に沿って図６中左側に押しつける。これにより、第２ユニット３の励起光ＬＬの出射方向の位置決めを行うことができる。
【００７７】
また、第２ユニット３の支持板７の幅方向の位置決めは、第２支持部７２の上面７２１に設けられた一対のリブ７２４に、磁気シールド３８のリブ７２４側の側面を押し付けることにより行うことができる。なお、第１ユニット２の支持板７の幅方向の位置決めに関しても、同様に、第１支持部７１の上面７１１にリブ等を設け、該リブに押しつけるようにして行ってもよい。
このように、連結部７３は、第１ユニット２および第２ユニット３の励起光ＬＬの出射方向の位置決めを行う位置決め部としても機能する。
【００７８】
以上のように、支持板７によれば、第１ユニット２と第２ユニット３とを支持板７上で位置決めして、光軸が一致した状態で配線基板５上に配置することができる。支持板７を省略した場合、配線基板５上で第１ユニット２および第２ユニット３の位置決めを行う必要がある。この場合、配線基板５に前述したようなリブを設けたり、配線基板５にアライメントマークを高精度で形成したりする必要がある。このような方法に比べて、原子発振器１では、第１ユニット２および第２ユニット３の位置決めを前記のように支持板７上で容易に行い、その後に支持板７を配線基板５に配置するという非常に簡単な方法で、高精度に位置決めされた原子発振器１を得ることができる。
【００７９】
支持板７を構成する材料としては特に限定されず、例えば、各種セラミックス材料、各種金属材料、各種樹脂材料等を用いることができる。これらの中でも支持板７の構成材料は、金属材料であるのが好ましい。特に、第１支持部７１は、第１ユニット２の排熱を第１ユニット２の外部に放熱するという観点から、比較的熱伝導率の高い金属材料を用いることにより、前記放熱を効果的に行うことができる。この金属材料としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄等が挙げられる。なお、支持板７のうちの少なくとも第１支持部７１が金属材料で構成されていれば、前記効果を奏することができる。
【００８０】
また、支持板７は、第１支持部７１、第２支持部７２および連結部７３が一体的に形成されていてもよく、それぞれ別体として構成され、これらの別体同士を連結したものでもよい。第１支持部７１、第２支持部７２および連結部７３は、それぞれ同じ材料で構成されていてもよく、それぞれ異なる材料で構成されていてもよい。
以上説明したように、支持板７によれば、配線基板５の歪み等に起因する第１ユニット２および第２ユニット３の光軸ずれを低減することができるとともに、外部からの熱によるガスセル３１への影響を軽減することができる。
【００８１】
＜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（量子干渉装置）が備える接続部材を示す図であり、（ａ）が斜視図であり、（ｂ）が平面図である。
本実施形態は支持板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。
【００８２】
なお、以下の説明では、第２実施形態に関し、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図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。また、図７（ｂ）では、理解を容易にするため、突出片３８１の図示を省略している（図８に関しても同様である）。
図７（ａ）および（ｂ）に示すように、原子発振器１Ａでは、支持板７Ａの第２支持部７２には、厚さ方向に貫通する貫通孔７２５が形成されている。貫通孔７２５は、支持板７Ａの平面視で矩形をなし、貫通孔７４と連通している。また、支持板７の平面視における貫通孔７２５の開口の面積は、支持板７の平面視における第２ユニット３（磁気シールド３８）の面積よりも小さい、これにより、第２支持部７２に第２ユニット３を、貫通孔７２５を覆うように配置することができる。この配置状態では、第２ユニット３は、支持板７Ａと配線基板５との間の空隙に臨むように構成されている。また、配置状態では、これにより、第２ユニット３と支持板７Ａとの接触面積を減少させることができる。
【００８３】
また、配置状態では、支持板７の平面視において、支持板７と第２ユニット３とが重なっている、すなわち、接触している領域（図７（ｂ）中の網状のハッチングが付してある部分）の面積Ｓ１は、支持板７の平面視における第２ユニット３（図７（ｂ）中の右下がりのハッチングが付してある部分）の面積Ｓ２の５０％以下であるのが好ましく、３０％以下であるのがより好ましい。これにより、第２支持部７２と第２ユニット３との接触面積を十分に小さくすることができる。その結果、第２支持部７２から第２ユニット３への熱伝導を十分に低減することができる。
【００８４】
さらに、支持板７と第２ユニット３と接触している部分は、互いに連続している５つの面Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５に分けることができる。また、面Ｍ１〜Ｍ５は、互いに配置位置および配置方向が異なる。このため、接触面積（面Ｍ１〜Ｍ５の面積の和）が同じであっても、これらが、例えば長方形をなすように一ヶ所に集約されている場合に比べて、支持板７から第２ユニット３に伝達される熱は分散される。よって、第２支持部７２から第２ユニット３への熱伝導をより効果的に低減することができる。
なお、第２支持部７２は、面Ｍ１〜Ｍ５が互いに独立している形状、すなわち、非連続となるような形状であってもよい。
また、貫通孔７２５は、第２支持部７２の厚さ方向に貫通しておらず、第２支持部７２の上面７２１に開放する有底の凹部であっても略同様の効果を奏することができる。
【００８５】
＜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（量子干渉装置）が備える接続部材を示す図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が（ａ）中のＢ−Ｂ線断面図である。
本実施形態にかかる原子発振器は、断熱材が設けられていること以外は、前述した第２実施形態にかかる原子発振器と同様である。
【００８６】
なお、以下の説明では、第３実施形態の原子発振器に関し、第２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８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。
図８に示すように、原子発振器１Ｂでは、支持板７Ａと第２ユニット３との間に断熱材１０１が設けられている。これにより、支持板７Ａと第２ユニット３とを離間して保持することができる。よって、支持板７Ａから第２ユニット３に熱が伝達されるのをより効果的に低減することができる。さらに、各断熱材１０１は、熱伝導率が比較的低い材料で構成されている。このため、支持板７Ａから断熱材１０１を介して第２ユニット３に熱が伝達されるのを効果的に低減することができる。
【００８７】
さらに、支持板７の平面視で第２ユニット３の四隅に対応する部分に４か所に設けられている。これにより、支持板７（断熱材１０１）上に配置された第２ユニット３は、安定的に支持される。また、支持板７と第２ユニット３との接触面積も非常に小さいため、支持板７Ａから第２ユニット３に熱が伝達されるのをさらに効果的に低減することができる。
【００８８】
断熱材１０１を構成する材料としては特に限定されず、例えば、各種樹脂材料、各種セラミックス材料等、比較的熱伝導率が低い材料を用いることができる。
このように、断熱材１０１は、支持板７Ａと第２ユニット３との間での熱伝導を低減させるとともに、支持板７Ａと第２ユニット３とを離間して保持するスペーサーとしても機能する。また、断熱材１０１は、接着剤としての機能を有するものであってもよい。
【００８９】
＜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９は、本発明の第４実施形態に係る原子発振器（量子干渉装置）の側面図である。
本実施形態にかかる原子発振器は、断熱材が設けられていること以外は、前述した第１実施形態にかかる原子発振器と同様である。
【００９０】
なお、以下の説明では、第４実施形態の原子発振器に関し、第３実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図９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。
図９に示すように、原子発振器１Ｃでは、支持板７の第２支持部７２と配線基板５との間には、それらの離間距離を規制する規制部材としてのスペーサー２０３が設けられている。これにより、連結部７３を支点として支持板７が変形するのをさらに効果的に低減することができる。
【００９１】
スペーサー２０３は、ブロック状をなし、上面（支持板７側の面）に開放する凹部２０１と、下面（配線基板５側の面）に開放する凹部２０２とが形成されている。これにより、スペーサー２０３を支持板７と配線基板５との間に配置した際、それらとの接触面積を減少させることができる。その結果、スペーサー２０３を介して支持板７と配線基板５との間で熱が伝達されるのを低減することができる。
なお、このスペーサー２０３を構成する材料としては特に限定されないが、前述したような断熱材１０１と同様に熱伝導率の低い材料で構成されているのが好ましい。これにより、スペーサー２０３は、前述した効果をより顕著に発揮することができる。
また、このスペーサーは、複数設けられていてもよく、一本の棒状をなしていてもよい。
【００９２】
＜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１０は、本発明の第５実施形態に係る原子発振器（量子干渉装置）の断面図である。
本実施形態にかかる原子発振器は、外パッケージが設けられていること以外は、前述した第１実施形態にかかる原子発振器と略同様である。
なお、以下の説明では、第５実施形態の原子発振器に関し、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１０において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００９３】
図１０に示すように、原子発振器１Ｄは、配線基板５Ａおよび支持板７を収納する外パッケージ６００を備えている。外パッケージ６００は、配線基板５Ａおよび支持板７を支持するベースプレート３１０と、ベースプレート３１０に対して配線基板５Ａおよび支持板７を覆うように設けられたカバー部材４１０とを有している。また、ベースプレート３１０とカバー部材４１０とは、図示しない接着剤等により固定されている。
【００９４】
また、配線基板５Ａは、枠状をなし、第１ユニット２および第２ユニット３が配置された支持板７を囲むように設けられている。また、この配線基板５Ａ上に制御部や配線等が配置されている。そしてこのような配線基板５は、複数の導電性ピン５００でベースプレート３１０から離間して保持されている。
各導電性ピン５００は、ベースプレート３１０を貫通しての外パッケージ６００の外側に露出しており、この露出した部分で外部と、配線基板５Ａとを電気的に接続している。
【００９５】
このような原子発振器１Ｄでも前記各実施形態と同様の効果を奏することができる。なお、本実施形態では、第１ユニットと第２ユニットとが配線基板５Ａと離間しているため、第１ユニット２と第２ユニット３とは配線基板５Ａからの熱の影響を受けることを低減できる。また、ベースプレート３１０と支持板７の第２支持部７２とが離間しているため、ベースプレート３１０から第２支持部７２および第２ユニット３に熱が伝達するのを低減することができる。
以上説明したような量子干渉装置および原子発振器は、各種電子機器に組み込むことができる。このような電子機器は、優れた信頼性を有する。
【００９６】
以下、本発明の量子干渉装置および原子発振器を備える本発明の電子機器について説明する。
２．電子機器
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（量子干渉装置）を用いた場合の概略構成を示す図である。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
３．移動体
図１２は、本発明の移動体の一例を示す図である。
この図において、移動体１５００は、車体１５０１と、４つの車輪１５０２とを有しており、車体１５０１に設けられた図示しない動力源（エンジン）によって車輪１５０２を回転させるように構成されている。このような移動体１５００には、原子発振器１が内蔵されている。
このような移動体によれば、優れた信頼性を発揮することができる。
【０１００】
なお、本発明の原子発振器（量子干渉装置）を備える電子機器は、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。
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い。
【０１０１】
また、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は、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
また、本発明の量子干渉装置、原子発振器、電子機器および移動体は、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。
なお、前記各実施形態では、磁気シールドが省略されていてもよい。この場合、第２パッケージと支持板とが接触することとなるが、量子干渉装置、原子発振器、電子機器および移動体では、前述した効果を同様に発揮することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１……原子発振器  １Ａ……原子発振器  １Ｂ……原子発振器  １Ｃ……原子発振器  １Ｄ……原子発振器  ２……第１ユニット  ３……第２ユニット  ５……配線基板  ５Ａ……配線基板  ６……制御部  ７……支持板  ７Ａ……支持板  ２１……光出射部  ２２……第１パッケージ  ２３……窓部  ３１……ガスセル  ３２……光検出部  ３３……ヒーター  ３４……温度センサー  ３５……コイル  ３６……第２パッケージ  ３７……窓部  ３８……磁気シールド  ４１……光学部品  ４２……光学部品  ４３……光学部品  ６１……励起光制御部  ６２……温度制御部  ６３……磁場制御部  ７１……第１支持部  ７２……第２支持部  ７３……連結部  ７４……貫通孔  １００……測位システム  １０１……断熱材  ２００……ＧＰＳ衛星  ２０１……凹部  ２０２……凹部  ２０３……スペーサー  ２２１……第１パッケージ本体  ２２２……脚部  ３００……基地局装置  ３０１……アンテナ  ３０２……受信装置  ３０３……アンテナ  ３０４……送信装置  ３１０……ベースプレート  ３１１……本体部  ３１１ａ……貫通孔  ３１２……窓部  ３１３……窓部  ３８１……突出片  ３８２……窓部  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  ４１０……カバー部材  ５００……導電性ピン  ６００……外パッケージ  ７１１……上面  ７１２……下面  ７１３……凹部  ７２１……上面  ７２２……下面  ７２３……凹部  ７２４……リブ  ７２……貫通孔  １５００……移動体  １５０１……車体  １５０２……車輪  ＬＬ……励起光  Ｍ１〜Ｍ５……面  Ｓ……内部空間  Ｓ１……面積  Ｓ２……面積  ａ……軸（光軸）  ω０……周波数  ω１……周波数  ω２……周波数
【図１】
2015118962.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成26年12月8日(2014.12.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
以下、本実施形態の原子発振器１の具体的な構成について説明する。
図４は、図１に示す原子発振器の分解斜視図、図５は、図１に示す原子発振器が備える光出射部およびガスセル部を説明するための模式図、図６は、図４中のＡ−Ａ線断面図である。なお、以下では、図４〜図６の上側を「上」、図５の下側を「下」ともいう。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
しかしながら、第２ユニット３は、支持板７によって配線基板５と離間した状態となっている。すなわち、第２ユニット３は、配線基板５との間に空隙を有している。これにより、配線基板５から第２ユニット３への直接的な熱伝達を防止することができる。よって、原子発振器１は信頼性に優れたものとなる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
また、配線基板５Ａは、枠状をなし、第１ユニット２および第２ユニット３が配置された支持板７を囲むように設けられている。また、この配線基板５Ａ上に制御部や配線等が配置されている。そしてこのような配線基板５Ａは、複数の導電性ピン５００でベースプレート３１０から離間して保持されている。
各導電性ピン５００は、ベースプレート３１０を貫通しての外パッケージ６００の外側に露出しており、この露出した部分で外部と、配線基板５Ａとを電気的に接続している。