(57)【要約】【課題】省電力化を図るとともに、パッケージの磁化による磁場に起因する特性変動を防止または低減することができる量子干渉ユニット、量子干渉装置および原子発振器を提供すること、また、かかる量子干渉装置を備える信頼性に優れた電子機器および移動体を提供すること。【解決手段】本発明の原子発振器１は、金属原子を収納しているガスセル２１と、ガスセル２１の温度を調節するヒーター２６と、ガスセル２１およびヒーター２６を収納しているパッケージ３と、を備え、パッケージ３は、非磁性の金属層を含んでいる。【選択図】図４
2015142240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属原子を収納しているガスセルと、
前記ガスセルの温度を調節する温度調節素子と、
前記ガスセルおよび前記温度調節素子を収納し、非磁性の金属層を含んでいるパッケージと、
を備えていることを特徴とする量子干渉ユニット。
【請求項２】
前記パッケージの外側に配置されていて、前記金属原子に磁場を印加するコイルを備えている請求項１に記載の量子干渉ユニット。
【請求項３】
前記パッケージおよび前記コイルを収納している磁気シールドを備えている請求項２に記載の量子干渉ユニット。
【請求項４】
前記パッケージ内の気圧は、大気圧よりも減圧されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の量子干渉ユニット。
【請求項５】
前記パッケージは、ロウ材を用いて封止されている請求項４に記載の量子干渉ユニット。
【請求項６】
前記ロウ材の融点は、３００℃未満である請求項５に記載の量子干渉ユニット。
【請求項７】
前記ロウ材は、金およびスズを含む請求項５または６に記載の量子干渉ユニット。
【請求項８】
前記パッケージは、前記金属層とは異なる材料で構成されている被覆層を有している請求項１ないし７のいずれか１項に記載の量子干渉ユニット。
【請求項９】
前記被覆層は、非磁性の金属を含んでいる請求項８に記載の量子干渉ユニット。
【請求項１０】
前記被覆層は、リンを含んでいる請求項９に記載の量子干渉ユニット。
【請求項１１】
前記被覆層中のリンの含有量は、８ｗｔ％以上である請求項１０に記載の量子干渉ユニット。
【請求項１２】
前記被覆層は、パラジウムを含んでいる請求項９ないし１１のいずれか１項に記載の量子干渉ユニット。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の量子干渉ユニットを備えていることを特徴とする量子干渉装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の量子干渉ユニットを備えることを特徴とする原子発振器。
【請求項１５】
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の量子干渉ユニットを備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１６】
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の量子干渉ユニット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、量子干渉ユニット、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】
ルビジウム、セシウム等のアルカリ金属の原子のエネルギー遷移に基づいて発振する原子発振器が知られている。一般に、原子発振器の動作原理は、光およびマイクロ波による二重共鳴現象を利用した方式と、波長の異なる２種類の光による量子干渉効果（ＣＰＴ：Coherent Population Trapping）を利用した方式とに大別される。
【０００３】
いずれの方式の原子発振器においても、アルカリ金属をガスセル内に封入し、そのアルカリ金属をガス状に保つために、ガスセルをヒーターにより所定温度に加熱する必要がある。また、一般に、ガスセルは、気密封止したパッケージ内に収納され、そのパッケージ内には、発振特性を向上させる目的で、ガスセル内のアルカリ金属に定常磁場を印加するコイルが設けられている。
【０００４】
例えば、特許文献１に係る原子発振器は、コバールの母材の表面にＮｉメッキが施されたパッケージを備えている。また、特許文献２に係る原子発振器は、非磁性のセラミックスで構成されたパッケージを備えている。
【０００５】
しかし、特許文献１に係る原子発振器では、パッケージが強磁性材料で構成されているため、コイルや外部からの磁場によりパッケージが磁化してしまい、それにより、ガスセル内のアルカリ金属に作用する磁場が変動し、その結果、周波数安定性を悪化させるという問題があった。一方、特許文献２に係る原子発振器では、パッケージが非磁性であるため、上述したような問題は生じないものの、セラミックスは輻射熱の吸収率が高いため、パッケージ内から外部への熱の逃げが多くなり、その結果、消費電力が増大するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１９１５２３号公報
【特許文献２】特開２０１３−３１３９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、省電力化を図るとともに、パッケージの磁化による磁場に起因する特性変動を防止または低減することができる量子干渉ユニット、量子干渉装置および原子発振器を提供すること、また、かかる量子干渉装置を備える信頼性に優れた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。
【０００９】
［適用例１］
本発明の量子干渉ユニットは、金属原子を収納しているガスセルと、
前記ガスセルの温度を調節する温度調節素子と、
前記ガスセルおよび前記温度調節素子を収納し、非磁性の金属層を含んでいるパッケージと、
を備えていることを特徴とする。
【００１０】
このような量子干渉ユニットによれば、パッケージが非磁性の金属材料を含んで構成されているため、パッケージの磁化による磁場に起因する特性変動を防止または低減することができる。また、金属層は熱の吸収率が低いため、省電力化を図ることもできる。
【００１１】
［適用例２］
本発明の量子干渉ユニットでは、前記パッケージの外側に配置されていて、前記金属原子に磁場を印加するコイルを備えていることが好ましい。
【００１２】
これにより、ガスセル内の金属原子にコイルからの磁場を作用させ、特性を向上させることができる。ここで、パッケージが非磁性であるため、パッケージの外側にコイルを配置しても、ガスセル内の金属原子にコイルからの磁場を作用させることができる。また、パッケージの外側にコイルを配置することで、パッケージ内の容積を小さくすることができ、その結果、量子干渉ユニットの小型化を図ることができる。また、パッケージ内の容積を小さくすることで、パッケージ内を真空封止する場合、その信頼性を高めることができる。
【００１３】
［適用例３］
本発明の量子干渉ユニットでは、前記パッケージおよび前記コイルを収納している磁気シールドを備えていることが好ましい。
【００１４】
これにより、外部からガスセルへの磁場の影響を低減することができる。その結果、量子干渉ユニットの特性の安定化を図ることができる。
【００１５】
［適用例４］
本発明の量子干渉ユニットでは、前記パッケージ内の気圧は、大気圧よりも減圧されていることが好ましい。
【００１６】
これにより、パッケージ内外の熱干渉を低減することができる。その結果、量子干渉ユニットの小型化および省電力化をさらに図ることができる。
【００１７】
［適用例５］
本発明の量子干渉ユニットでは、前記パッケージは、ロウ材を用いて封止されていることが好ましい。
【００１８】
これにより、パッケージを比較的低温で気密封止することができる。そのため、パッケージが高温により磁性材料に変化してしまう材料を含んでいても、その変化を防止することができる。
【００１９】
［適用例６］
本発明の量子干渉ユニットでは、前記ロウ材の融点は、３００℃未満であることが好ましい。
【００２０】
これにより、パッケージが高温により磁性材料に変化してしまう材料としてリン添加ニッケルを含んでいても、その変化を防止することができる。
【００２１】
［適用例７］
本発明の量子干渉ユニットでは、前記ロウ材は、金およびスズを含むことが好ましい。
これにより、ロウ材の融点を３００℃未満とすることができる。
【００２２】
［適用例８］
本発明の量子干渉ユニットでは、前記パッケージは、前記金属層とは異なる材料で構成されている被覆層を有していることが好ましい。
【００２３】
これにより、パッケージを封止する際に、ロウ材に対する金属層の濡れ性が悪くても、ロウ材に対する被覆層の濡れ性を優れたものとし、気密封止を容易かつ確実に行える。
【００２４】
［適用例９］
本発明の量子干渉ユニットでは、前記被覆層は、非磁性の金属を含んでいることが好ましい。
これにより、被覆層が磁化することによる特性変動を低減することができる。
【００２５】
［適用例１０］
本発明の量子干渉ユニットでは、前記被覆層は、リンを含んでいることが好ましい。
これにより、被覆層を非磁性の金属で構成することができる。
【００２６】
［適用例１１］
本発明の量子干渉ユニットでは、前記被覆層中のリンの含有量は、８ｗｔ％以上であることが好ましい。
これにより、被覆層を非磁性の金属で構成することができる。
【００２７】
［適用例１２］
本発明の量子干渉ユニットでは、前記被覆層は、パラジウムを含んでいることが好ましい。
これにより、被覆層を非磁性の金属で構成することができる。
【００２８】
［適用例１３］
本発明の量子干渉装置は、本発明の量子干渉ユニットを備えていることを特徴とする。
【００２９】
これにより、省電力化を図るとともに、パッケージの磁化による磁場に起因する特性変動を防止または低減することができる。
【００３０】
［適用例１４］
本発明の原子発振器は、本発明の量子干渉ユニットを備えることを特徴とする。
【００３１】
これにより、省電力化を図るとともに、パッケージの磁化による磁場に起因する特性変動を防止または低減することができる。
【００３２】
［適用例１５］
本発明の電子機器は、本発明の量子干渉ユニットを備えることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有する電子機器を提供することができる。
【００３３】
［適用例１６］
本発明の移動体は、本発明の量子干渉ユニットを備えることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有する移動体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係る原子発振器（量子干渉装置）を示す概略図である。
【図２】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】光出射部からの２つの光の周波数差と、光検出部での検出強度との関係を示すグラフである。
【図４】図１に示す原子発振器が備える量子干渉ユニットの構造を示す断面図である。
【図５】図４に示す量子干渉ユニットが備えるパッケージ、コイルおよび磁気シールドを説明するための部分拡大断面図である。
【図６】ＧＰＳ衛星を利用した測位システムに本発明の原子発振器を用いた場合の概略構成を示す図である。
【図７】本発明の原子発振器を備える移動体（自動車）の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の量子干渉ユニット、量子干渉装置、原子発振器、電子機器および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００３６】
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）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。
【００３７】
図１は、本発明の実施形態に係る原子発振器（量子干渉装置）を示す概略図である。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、光出射部からの２つの光の周波数差と、光検出部での検出強度との関係を示すグラフである。
【００３８】
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、量子干渉ユニット１０と、量子干渉ユニット１０の各部を制御する制御部５と、を備えている。ここで、量子干渉ユニット１０は、ガスセル２１と、光出射部２２と、光学部品２３１、２３２と、光検出部２４と、ヒーター２５（加熱部）と、温度センサー２６と、コイル２７と、を備えている。
【００３９】
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２２がガスセル２１に向けて励起光ＬＬを出射し、ガスセル２１を透過した励起光ＬＬを光検出部２４が検出する。
【００４０】
ガスセル２１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。
【００４１】
光出射部２２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。
【００４２】
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。
【００４３】
例えば、光出射部２２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２４の検出強度は、図３に示すように、前述したＥＩＴ現象に伴って急峻に上昇する。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。
【００４４】
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に示す原子発振器が備える量子干渉ユニットの構造を示す断面図、図５は、図４に示す量子干渉ユニットが備えるパッケージ、コイルおよび磁気シールドを説明するための部分拡大断面図である。
【００４５】
なお、以下では、説明の便宜上、図４中および図５中の上側を「上」、下側を「下」という。
【００４６】
量子干渉ユニット１０は、図４に示すように、前述したような量子干渉効果を生じさせる主要部２と、主要部２を収納するパッケージ３と、パッケージ３内に収納され、主要部２をパッケージ３に対して支持する支持部材４（支持部）と、パッケージ３の外側に設けられたコイル２７と、パッケージ３およびコイル２７を収納する磁気シールド７と、を備えている。
【００４７】
ここで、主要部２は、ガスセル２１と、光出射部２２と、光学部品２３１、２３２と、光検出部２４と、ヒーター２５（温度調節素子）と、温度センサー２６と、基板２８と、接続部材２９と、を含み、これらがユニット化されている。具体的には、基板２８の上面に、光出射部２２、ヒーター２５、温度センサー２６および接続部材２９が搭載されており、ガスセル２１および光学部品２３１、２３２が接続部材２９に保持されているとともに、光検出部２４が接続部材２９に接着剤３０を介して接合されている。
【００４８】
以下、原子発振器１の各部を説明する。
［ガスセル］
ガスセル２１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２１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。
【００４９】
図４に示すように、ガスセル２１は、柱状の貫通孔を有する本体部２１１と、その貫通孔の両開口を封鎖する１対の窓部２１２、２１３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。
【００５０】
ここで、ガスセル２１の各窓部２１２、２１３は、前述した光出射部２２からの励起光に対する透過性を有している。そして、一方の窓部２１２は、ガスセル２１内へ入射する励起光が透過するものであり、他方の窓部２１３は、ガスセル２１内から出射した励起光が透過するものである。
【００５１】
この窓部２１２、２１３を構成する材料としては、前述したような励起光に対する透過性を有していれば、特に限定されないが、例えば、ガラス材料、水晶等が挙げられる。
【００５２】
また、ガスセル２１の本体部２１１を構成する材料は、特に限定されず、シリコン材料、セラミックス材料、金属材料、樹脂材料等であってもよく、窓部２１２、２１３と同様にガラス材料、水晶等であってもよい。
【００５３】
そして、各窓部２１２、２１３は、本体部２１１に対して気密的に接合されている。これにより、ガスセル２１の内部空間Ｓを気密空間とすることができる。
【００５４】
ガスセル２１の本体部２１１と窓部２１２、２１３との接合方法としては、これらの構成材料に応じて決められるものであり、特に限定されないが、例えば、接着剤による接合方法、直接接合法、陽極接合法等を用いることができる。
【００５５】
［光出射部］
光出射部２２は、ガスセル２１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。
【００５６】
より具体的には、光出射部２２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）を励起光として出射するものである。
【００５７】
共鳴光１の周波数ω１は、ガスセル２１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。
【００５８】
また、共鳴光２の周波数ω２は、ガスセル２１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。
【００５９】
この光出射部２２としては、前述したような励起光を出射し得るものであれば、特に限定されないが、例えば、垂直共振器面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）等の半導体レーザー等を用いることができる。
【００６０】
［光学部品］
図４に示すように、複数の光学部品２３１、２３２は、それぞれ、前述した光出射部２２とガスセル２１との間における励起光の光路上に設けられている。
【００６１】
本実施形態では、光出射部２２側からガスセル２１側へ、光学部品２３１、光学部品２３２がこの順に配置されている。
【００６２】
光学部品２３１は、λ／４波長板である。これにより、光出射部２２からの励起光ＬＬを直線偏光から円偏光（右円偏光または左円偏光）に変換することができる。
【００６３】
後述するようにコイル２７の磁場によりガスセル２１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信号の強度が小さくなり、その結果、原子発振器１の発振特性の低下をもたらす。
【００６４】
これに対し、後述するようにコイル２７の磁場によりガスセル２１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信号の強度が大きくなり、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。
【００６５】
光学部品２３２は、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２１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２２の出力が大きい場合でも、ガスセル２１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２３１を通過した所定方向の偏光を有する励起光ＬＬの強度を光学部品２３２により調整する。
【００６６】
なお、光出射部２２とガスセル２１との間には、波長板および減光フィルターの他に、レンズ、偏光板等の他の光学部品が配置されていてもよい。また、光出射部２２からの励起光の強度によっては、光学部品２３２を省略することができる。
【００６７】
［光検出部］
光検出部２４は、ガスセル２１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。
【００６８】
この光検出部２４としては、上述したような励起光ＬＬを検出し得るものであれば、特に限定されないが、例えば、太陽電池、フォトダイオード等の光検出器（受光素子）を用いることができる。
【００６９】
［ヒーター］
ヒーター２５は、通電により発熱する発熱抵抗体（加熱部）を有する。このヒーター２５は、ガスセル２１の温度を調節する「温度調節素子」である。
【００７０】
本実施形態では、前述したように、ヒーター２５は、基板２８上に設けられている。そして、ヒーター２５からの熱は、基板２８および接続部材２９を介して、ガスセル２１に伝達される。これにより、ガスセル２１（より具体的にはガスセル２１中のアルカリ金属）が加熱され、ガスセル２１中のアルカリ金属を所望の濃度のガス状に維持することができる。また、本実施形態では、ヒーター２５からの熱は、基板２８を介して光出射部２２にも伝達される。
【００７１】
このヒーター２５は、ガスセル２１に対して離間している。これにより、ヒーター２５への通電により生じた不要磁場がガスセル２１内の金属原子に悪影響を与えるのを抑制することができる。
【００７２】
［温度センサー］
温度センサー２６は、ヒーター２５またはガスセル２１の温度を検出するものである。そして、この温度センサー２６の検出結果に基づいて、前述したヒーター２５の発熱量が制御される。これにより、ガスセル２１内のアルカリ金属原子を所望の温度に維持することができる。
【００７３】
本実施形態では、温度センサー２６は、基板２８上に設けられている。したがって、温度センサー２６は、基板２８を介してヒーター２５の温度を検出することとなる。あるいは、温度センサー２６は、基板２８および接続部材２９を介してガスセル２１の温度を検出することとなる。
【００７４】
なお、温度センサー２６の設置位置は、これに限定されず、例えば、接続部材２９上であってもよいし、ヒーター２５上であってもよいし、ガスセル２１の外表面上であってもよい。
【００７５】
温度センサー２６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。
【００７６】
［コイル］
コイル２７は、通電により、磁場を発生させる機能を有する。これにより、ガスセル２１中のアルカリ金属に磁場を印加することにより、ゼーマン分裂により、アルカリ金属の縮退している異なるエネルギー準位間のギャップを拡げて、分解能を向上させることができる。その結果、原子発振器１の発振周波数の精度を高めることができる。
【００７７】
本実施形態では、コイル２７は、ソレノイドコイルである。なお、コイル２７は、ヘルムホルツコイルであってもよい。
【００７８】
ここで、コイル２７は、前述したように、パッケージ３の外側に配置されている。後述するように、パッケージ３が非磁性の材料を主材料として構成されているため、コイル２７がパッケージ３の外側に配置されていても、コイル２７からの磁場をパッケージ３内に作用させることができる。また、パッケージ３の外側にコイル２７を配置することで、パッケージ３内の容積を小さくすることができ、その結果、量子干渉ユニット１０の小型化を図ることができる。また、パッケージ３内の容積を小さくすることで、パッケージ３内を真空封止する場合、その信頼性を高めることができる。また、本実施形態では、コイル２７は、パッケージ３の外周面に接触または近接している。また、コイル２７は、必要に応じて接着剤を用いて、パッケージ３に対して固定されている。
【００７９】
なお、コイル２７が発生する磁場は、直流磁場または交流磁場のいずれかの磁場であってもよいし、直流磁場と交流磁場とを重畳させた磁場であってもよい。
【００８０】
［接続部材］
接続部材２９は、ヒーター２５とガスセル２１の各窓部２１２、２１３とを熱的に接続している。これにより、ヒーター２５からの熱を接続部材２９による熱伝導により各窓部２１２、２１３に伝達し、各窓部２１２、２１３を加熱することができる。また、ヒーター２５とガスセル２１とを離間することができる。そのため、ヒーター２５への通電により生じた不要磁場がガスセル２１内のアルカリ金属原子に悪影響を与えるのを抑制することができる。また、ヒーター２５の数を少なくすることができるため、例えば、ヒーター２５への通電のための配線の数を少なくし、その結果、原子発振器１（量子干渉装置）の小型化を図ることができる。
【００８１】
図４に示すように、接続部材２９は、ガスセル２１を挟んで設けられた１対の接続部材２９１、２９２で構成されている。これにより、ガスセル２１に対する接続部材２９の設置を容易なものとしつつ、接続部材２９からガスセル２１の各窓部２１２、２１３に均一に熱を伝達させることができる。
【００８２】
１対の接続部材２９１、２９２は、例えば、ガスセル２１の互いに対向する１対の側面の両側からガスセル２１を挟むようにして嵌合している。そして、窓部２１２、２１３と接続部材２９１、２９２とは、接触し熱的に接続されている。また、接続部材２９１、２９２は、それぞれ、励起光ＬＬの通過領域を避けるように形成されている。
【００８３】
なお、接続部材２９１、２９２と窓部２１２との間、および、接続部材２９１、２９２と窓部２１３との間の少なくとも一方に隙間が形成されていてもよく、この場合には、その隙間に、熱伝導性を有する接着剤が充填されていることが好ましい。これにより、窓部２１２、２１３と接続部材２９１、２９２とを熱的に接続することができる。かかる接着剤としては、例えば、金属ペースト、伝熱性フィラーを含有した樹脂系接着剤、シリコーン樹脂系接着剤等が挙げられる。
【００８４】
また、接続部材２９１、２９２は、それぞれ、ガスセル２１の本体部２１１との間に隙間を形成して配置されている。これにより、接続部材２９１、２９２とガスセル２１の本体部２１１との間の熱の伝達を抑制し、接続部材２９１、２９２から各窓部２１２、２１３へ効率的に熱の伝達を行うことができる。
【００８５】
このような接続部材２９の構成材料としては、ガスセル２１を構成する材料よりも熱伝導率が大きい材料であればよいが、熱伝導性に優れた材料、例えば、金属材料を用いることが好ましい。また、後述するパッケージ３と同様、コイル２７からの磁場を阻害しないよう、接続部材２９の構成材料としては、非磁性の材料を用いることが好ましい。
【００８６】
［基板］
基板２８は、前述した光出射部２２、ヒーター２５、温度センサー２６および接続部材２９等を支持する機能を有する。また、基板２８は、ヒーター２５からの熱を接続部材２９へ伝達する機能を有する。これにより、ヒーター２５が接続部材２９に対して離間していても、ヒーター２５からの熱を接続部材２９へ伝達することができる。
【００８７】
ここで、基板２８は、ヒーター２５と接続部材２９とを熱的に接続している。このようにヒーター２５および接続部材２９を基板２８に搭載することにより、ヒーター２５の設置の自由度を高めることができる。
【００８８】
また、光出射部２２が基板２８に搭載されていることにより、ヒーター２５からの熱により基板２８上の光出射部２２を温度調節することができる。
【００８９】
また、基板２８は、光出射部２２、ヒーター２５、温度センサー２６に電気的に接続される配線（図示せず）を有している。
【００９０】
このような基板２８の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、セラミックス材料、金属材料等が挙げられ、これらのうちの１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。なお、基板２８の表面を金属材料で構成した場合、基板２８の表面の熱の反射率を高め、基板２８からの熱の輻射を抑制することもできる。また、基板２８を金属材料で構成した場合、基板２８の表面には、基板２８が有する配線の短絡防止等の目的で、必要に応じて、例えば、樹脂材料、金属酸化物、金属窒化物等で構成された絶縁層が設けられていてもよい。
【００９１】
また、後述するパッケージ３と同様、コイル２７からの磁場を阻害しないよう、基板２８の構成材料としては、非磁性の材料を用いることが好ましい。
【００９２】
なお、基板２８は、接続部材２９の形状、ヒーター２５の設置位置等によっては、省略することができる。この場合、ヒーター２５を接続部材２９に接触させる位置に設置すればよい。
【００９３】
［支持部材］
支持部材４（支持部）は、パッケージ３内に収納されており、パッケージ３に対して主要部２を支持する機能を有する。すなわち、支持部材４は、パッケージ３に対して主要部２の各部を直接的または間接的に支持している。
【００９４】
また、支持部材４は、主要部２とパッケージ３の外部との間の熱の伝達を抑制する機能を有する。これにより、主要部２の各部と外部との間の熱干渉を抑制することができる。
【００９５】
この支持部材４は、図４に示すように、複数の脚部４１（柱部）と、複数の脚部４１を連結する連結部４２と、連結部４２の脚部４１とは反対側に設けられた複数の柱部４３と、を有する。
【００９６】
複数の脚部４１は、それぞれ、後述するパッケージ３の基体３１の内側の面に例えば接着剤により接合されている。
各脚部４１は、基体３１の内側の面に対して垂直な方向に延びて立設されている。
【００９７】
連結部４２は、複数の脚部４１の上端部（他端部）同士を連結している。これにより、支持部材４の剛性が高められている。
【００９８】
連結部４２は、全体が板状をなしている。これにより、比較的簡単な構成で、支持部材４の剛性を高めることができる。
【００９９】
複数の柱部４３は、連結部４２と主要部２（より具体的には基板２８）とを接続している。これにより、支持部材４により主要部２が支持されている。また、複数の柱部４３は、連結部４２の厚さ方向から見た平面視で、複数の脚部４１と異なる位置に配置されている。これにより、支持部材４を介した主要部２からパッケージ３への熱の伝達経路を長くすることができる。
【０１００】
本実施形態では、脚部４１、連結部４２および柱部４３は、一体で形成されている。なお、これら各部は、別部材で構成され、互いに例えば接着剤により接合されていてもよい。
【０１０１】
このような支持部材４は、連結部４２と主要部２との間に隙間が形成されている。これにより、主要部２と連結部４２との接触面積を低減して、連結部４２と主要部２との間の熱の伝達を効果的に抑制することができる。
【０１０２】
また、支持部材４は、多孔質体で構成されていることが好ましい。これにより、支持部材４の断熱性（熱抵抗）を高めることができる。そのため、ガスセル２１やヒーター２５から支持部材４を通じた熱伝導による基体３１への熱の逃げを抑制し、その結果、原子発振器１の低消費電力化を図ることができる。
【０１０３】
また、支持部材４の構成材料としては、熱伝導性が比較的低く、かつ、支持部材４が主要部２を支持する剛性を確保し得る材料であれば、特に限定されないが、例えば、樹脂材料、セラミックス材料等の非金属を用いることが好ましく、樹脂材料を用いることがより好ましい。支持部材４を主として樹脂材料で構成した場合、支持部材４の熱抵抗を高くすることができ、また、支持部材４の形状が複雑であっても、例えば射出成型等の公知の方法を用いて、支持部材４を容易に製造することができる。特に、支持部材４を主として樹脂材料で構成した場合、発泡体で構成された支持部材４を容易に形成することができる。
【０１０４】
また、前述したパッケージ３と同様、コイル２７からの磁場を阻害しないよう、支持部材４の構成材料としては、非磁性の材料を用いることが好ましい。
【０１０５】
［パッケージ］
図４に示すように、パッケージ３は、主要部２および支持部材４を収納する機能を有する。なお、パッケージ３内には、前述した部品以外の部品が収納されていてもよい。
【０１０６】
このパッケージ３は、図４に示すように、板状の基体３１（ベース部）と、有底筒状の蓋体３２とを備え、蓋体３２の開口が基体３１により封鎖されている。これにより、主要部２および支持部材４を収納する空間が形成されている。ここで、蓋体３２は、主要部２および支持部材４に対して離間している。すなわち、蓋体３２と主要部２および支持部材４との間には、空間が設けられている。これにより、かかる空間が断熱層として機能し、主要部２とパッケージ３の外部との間の熱干渉を低減することができる。
基体３１は、支持部材４を介して主要部２を支持している。
【０１０７】
また、基体３１は、配線基板であり、図示しないが、基体３１には、パッケージ３の内外の通電のための複数の配線および複数の端子が設けられている。そして、基体３１には、図示しない配線（例えば、フレキシブル配線基板やボンディングワイヤー等）を介して、前述した光出射部２２および基板２８がそれぞれ電気的に接続されている。
【０１０８】
このような基体３１には、ロウ材３４により蓋体３２が接合されている。本実施形態では、基体３１の上面には、メタライズ層３３が設けられており、メタライズ層３３と蓋体３２とがロウ材３４により接合されている。これにより、基体３１がセラミックスで構成されている場合であっても、金属材料で構成されている蓋体３２とロウ材３４により容易かつ確実に気密接合することができる。
【０１０９】
このメタライズ層３３の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、金（Ａｕ）、金合金、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銀（Ａｇ）、銀合金、クロム（Ｃｒ）、クロム合金、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属材料を用いることができる。なお、本実施形態では、メタライズ層３３は、基体３１の上面の外周部のみに設けられているが、基体３１の上面全域にわたって設けられていてもよい。この場合、主要部２からの熱を反射してパッケージ３の外部へ逃げる熱を低減することができる。
【０１１０】
このように、パッケージ３がロウ材３４を用いて封止されていることにより、パッケージ３を比較的低温で気密封止することができる。そのため、パッケージ３が高温により磁性材料に変化してしまう材料を含んでいても、その変化を防止することができる。例えば、リンが高濃度（８％以上）で添加されているニッケルは、通常は非磁性であるが、３００〜３５０℃で加熱すると、磁性に変化してしまう。したがって、基体３１や蓋体３２をこのような金属材料で構成した場合、その変化が生じるよりも低い温度で封止することで、得られるパッケージ３を非磁性とすることができる。
【０１１１】
このような観点から、ロウ材３４の融点は、３００℃未満であることが好ましく、１５０℃以上２８０℃以下であることがより好ましく、２００℃以上２５０℃以下であることがさらに好ましい。これにより、パッケージ３が高温により磁性材料に変化してしまう材料としてリン添加ニッケルを含んでいても、その変化を防止することができる。
【０１１２】
また、ロウ材３４は、前述したような比較的低い融点を有するものであれば、特に限定されないが、例えば、Ｓｕを９０％含むＡｕ−Ｓｎ合金（融点２１７℃）のような金およびスズを含む合金で構成されていることが好ましい。これにより、ロウ材３４の融点を３００℃未満とすることができる。または、Ｓｎ‐Ｐｄ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金などのはんだも使用することができる。
【０１１３】
また、パッケージ３内は、大気圧よりも減圧した気密空間であることが好ましい。これにより、パッケージ３内外の熱干渉を低減することができる。その結果、量子干渉ユニット１０の小型化および省電力化をさらに図ることができる。
【０１１４】
このような基体３１および蓋体３２は、それぞれ、主に、非磁性の材料で構成されている。これにより、パッケージ３の磁化による磁場に起因する特性変動を防止または低減することができる。また、前述したようにコイル２７がパッケージ３の外側に配置されていても、ガスセル２１内の金属原子にコイル２７からの磁場を作用させることができる。
【０１１５】
具体的に説明すると、基体３１の構成材料としては、非磁性の材料であれば、特に限定されず、例えば、金属材料、樹脂材料、セラミックス材料等を用いることができるが、非磁性のセラミックス材料を用いることが好ましい。これにより、コイル２７からの磁場を透過させるとともに、基体３１の断熱性を高め、原子発振器１のさらなる低消費電力化を図ることができる。また、セラミックスは、一般に、絶縁性が高いため、セラミックスで構成された基体３１上に直接的に配線を設けることができ、気密性にも優れる。そのため、量子干渉ユニット１０の信頼性を高めることができる。なお、基体３１の構成材料として金属材料を用いることにより、後述する蓋体３２と同様の効果を奏することもできる。この場合、必要に応じて、絶縁膜を設ける等の絶縁処理を施せばよい。
【０１１６】
また、本実施形態では、蓋体３２は、非磁性の金属層３２１と、金属層３２１の表面に設けられた被覆層３２２と、を有している。
【０１１７】
金属層３２１は、蓋体３２の基材となるものであり、非磁性の金属材料で構成されている。非磁性の金属材料としては、特に限定されないが、例えば、Ｃｕ（銅）、ＳＵＳ３０４、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｍｇ（マグネシウム）、ハステロイ等が挙げられる。中でも、金属層３２１を構成する非磁性の金属材料としては、加工性、被覆層３２２との密着性、材料の入手容易性等の観点から、ＣｕまたはＳＵＳ３０４を用いることが好ましい。なお、本明細書において、非磁性とは、比透磁率が１．０２以下であるものを言う。
【０１１８】
この金属層３２１の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、プレス成型等を用いることができる。また、プレス成型は、被覆層３２２となる層を形成した後に行ってもよいし、被覆層３２２の形成前に行ってもよい。
【０１１９】
また、被覆層３２２は、金属層３２１とは異なる金属材料で構成されている。これにより、パッケージ３をロウ材３４を用いて封止する際に、ロウ材３４に対する金属層３２１の濡れ性が悪くても、ロウ材３４に対する被覆層３２２の濡れ性を優れたものとし、気密封止を容易かつ確実に行える。
【０１２０】
本実施形態では、被覆層３２２は、表層３２２ａおよび下地層３２２ｂで構成されている。表層３２２ａは、封止する際のロウ材３４に対する濡れ性、および、封止後のロウ材３４に対する密着性を高める機能を有する。また、表層３２２ａは、主要部２からの輻射熱を反射する機能をも有する。また、下地層３２２ｂは、金属層３２１に対する表層３２２ａの密着性を高める機能を有する。
【０１２１】
また、被覆層３２２は、金属層３２１の内表面、外表面および下端面を含む表面全域にわたって設けられている。なお、被覆層３２２は、上記機能を発揮するためには、蓋体３２の基体３１とのロウ材３４による接合部位に設けられていればよく、蓋体３２の内表面または外表面に形成されていない部分を有していてもよい。
【０１２２】
また、被覆層３２２は、金属層３２１よりも厚さが薄い。これにより、比較的簡単に、パッケージ３に必要に必要な機械的強度等の特性を金属層３２１で確保しつつ、被覆層３２２によりパッケージ３の表面に所望の特性を付与することができる。
【０１２３】
このような表層３２２ａおよび下地層３２２ｂの構成材料としては、いずれも、金属材料が用いられるが、非磁性の金属材料を用いることが好ましい。具体的には、表層３２２ａの構成材料としては、前述した機能を確保する観点、および、非磁性であることから、Ａｕ（金）を用いることが好ましい。また、この下地層３２２ｂの構成材料としては、前述した機能を確保する観点、および、非磁性であることから、リンが添加されているＮｉ（リン濃度８％以上、好ましくは１０％以上）、または、Ｐｄ（パラジウム）を用いることが好ましい。すなわち、下地層３２２ｂは、リンまたはパラジウムを含んでいることが好ましい。
【０１２４】
このように、表層３２２ａおよび下地層３２２ｂの双方が非磁性の金属で構成されていること、すなわち、被覆層３２２が非磁性の金属で構成されていることにより、被覆層３２２が磁化することによる特性変動を低減することができる。また、金は輻射熱の反射率が高いため、表層３２２ａ（パッケージ３の内表面）が金で構成されていることにより、主要部２からの熱を反射して、かかる熱がパッケージ３の外部へ逃げるのを低減することができ、その結果、省電力化を効果的に図ることができる。
【０１２５】
なお、表層３２２ａおよび下地層３２２ｂのうちの少なくとも一方の層は、磁性の金属材料で構成されていてもよい。この場合であっても、かかる厚さを薄くすること（具体的には５μｍ以下とすること）により、かかる層が磁化したことによる特性の低下を低減することができる。この場合、下地層３２２ｂの構成材料としては、前述した機能を確保する観点から、Ｎｉ（ニッケル）、リンが添加されているＮｉ（リン濃度８％未満）、または、ボロンが添加されているＮｉ等を用いることができる。
【０１２６】
また、表層３２２ａおよび下地層３２２ｂの形成方法としては、それぞれ、特に限定されないが、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、電気メッキ法、無電解メッキ法等を用いて形成することができる。
【０１２７】
なお、被覆層３２２は、単一の層で構成されていてもよい。例えば、表層３２２ａおよび下地層３２２ｂのうちの一方を省略してもよい。また、被覆層３２２が非磁性の金属材料で構成されている場合には、被覆層３２２が「金属層」を構成しているともいえるし、金属層３２１および被覆層３２２からなる積層体が「金属層」を構成しているともいえる。また、金属層３２１の構成材料やロウ材３４の構成材料等によっては、被覆層３２２を省略してもよい。
【０１２８】
［磁気シールド］
磁気シールド７は、磁気シールド性を有し、パッケージ３およびコイル２７を収納している。すなわち、パッケージ３の外側に磁気シールと７が配置され、パッケージ３と磁気シールド７との間にコイル２７が配置されている。これにより、外部からガスセル２１への磁場の影響を低減することができる。その結果、量子干渉ユニット１０の特性の安定化を図ることができる。
また、磁気シールド７は、コイル２７に対して距離ｇをもって離間している。
【０１２９】
このような磁気シールド７の構成材料としては、透磁率が１００Ｎ／Ａ２以上の透磁率が高い材料を用いることが好ましく、具体的には、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）等の軟磁性材料を用いることが好ましく、鉄系合金を用いることがより好ましい。これにより、磁気シールド７の磁気シールド性を優れたものとすることができる。
また、磁気シールド７は、図示しない支持部材を介してパッケージ３を支持している。
【０１３０】
［制御部］
図１に示す制御部５は、ヒーター２５、コイル２７および光出射部２２をそれぞれ制御する機能を有する。
【０１３１】
このような制御部５は、光出射部２２の共鳴光１、２の周波数を制御する励起光制御部５１と、ガスセル２１中のアルカリ金属の温度を制御する温度制御部５２と、ガスセル２１に印加する磁場を制御する磁場制御部５３とを有する。
【０１３２】
励起光制御部５１は、前述した光検出部２４の検出結果に基づいて、光出射部２２から出射される共鳴光１、２の周波数を制御する。より具体的には、励起光制御部５１は、周波数差（ω１−ω２）が前述したアルカリ金属固有の周波数ω０となるように、光出射部２２から出射される共鳴光１、２の周波数を制御する。また、励起光制御部５１は、光出射部２２から出射される共鳴光１、２の中心周波数を制御する。
【０１３３】
ここで、励起光制御部５１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２４の検知結果に基づいて同期・調整しながら、その電圧制御型水晶発振器の出力信号を原子発振器１の出力信号として出力する。
【０１３４】
例えば、励起光制御部５１は、図示しないが、この電圧制御型水晶発振器からの出力信号を周波数逓倍する逓倍器を備えており、この逓倍器により逓倍された信号（高周波信号）を直流バイアス電流に重畳して駆動信号として光出射部２２に入力する。これにより、光検出部２４でＥＩＴ信号が検出されるように電圧制御型水晶発振器を制御することで、電圧制御型水晶発振器から所望の周波数の信号が出力されることとなる。この逓倍器の逓倍率は、例えば、原子発振器１からの出力信号の所望の周波数をｆとしたとき、ω０／（２×ｆ）である。これにより、電圧制御型水晶発振器の発振周波数がｆであるとき、逓倍器からの信号を用いて半導体レーザー等の発光素子で構成された光出射部２２を変調して、周波数差（ω１−ω２）がω０となる２つの光を出射させることができる。
【０１３５】
また、温度制御部５２は、温度センサー２６の検出結果に基づいて、ヒーター２５への通電を制御する。これにより、ガスセル２１を所望の温度範囲内に維持することができる。
【０１３６】
また、磁場制御部５３は、コイル２７が発生する磁場が一定となるように、コイル２７への通電を制御する。
【０１３７】
このような制御部５は、例えば、パッケージ３が実装される基板上に実装されたＩＣチップに設けられている。なお、制御部５がパッケージ３内（例えば基体３１上）に設けられていてもよい。
【０１３８】
以上説明したような原子発振器１によれば、パッケージ３の磁化による磁場に起因する特性変動を防止または低減することができる。また、パッケージ３の蓋体３２は熱の吸収率が低いため、省電力化を図ることもできる。
【０１３９】
２．電子機器
以上説明したような本発明の原子発振器は、各種電子機器に組み込むことができる。このような本発明の原子発振器を備える電子機器は、優れた信頼性を有する。
【０１４０】
以下、本発明の原子発振器を備える電子機器の一例について説明する。
図６は、ＧＰＳ衛星を利用した測位システムに本発明の原子発振器を用いた場合の概略構成を示す図である。
【０１４１】
図６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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
３．移動体
また、前述したような本発明の原子発振器は、各種移動体に組み込むことができる。このような本発明の原子発振器を備える移動体は、優れた信頼性を有する。
【０１４６】
以下、本発明の移動体の一例について説明する。
図７は、本発明の原子発振器を備える移動体（自動車）の構成を示す斜視図である。
【０１４７】
図７に示す移動体１５００は、車体１５０１と、４つの車輪１５０２とを有しており、車体１５０１に設けられた図示しない動力源（エンジン）によって車輪１５０２を回転させるように構成されている。このような移動体１５００には、原子発振器１が内蔵されている。そして、原子発振器１からの発振信号に基づいて、例えば、図示しない制御部が動力源の駆動を制御する。
【０１４８】
なお、本発明の電子機器または移動体は、前述したものに限定されず、例えば、携帯電話機、ディジタルスチルカメラ、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、パーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター、ラップトップ型パーソナルコンピューター）、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター、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。
【０１４９】
以上、本発明の量子干渉ユニット、量子干渉装置、原子発振器、電子機器および移動体について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではなく、例えば、前述した実施形態の各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
【０１５０】
また、前述した実施形態におけるパッケージ内の構成は一例であり、これに限定されるものではなく、パッケージ内の各部品の構成は、適宜変更してもよい。
【０１５１】
また、前述した実施形態では、金属層の表面に被覆層を形成してなる蓋体を用いた場合を例に説明したが、非磁性のセラミックスで構成された層の表面に非磁性の金属層を形成してなる蓋体を用いても、蓋体の磁化を低減するとともに、蓋体の外部に配置されたコイルからの磁場を蓋体内に作用させることができる。
【符号の説明】
【０１５２】
１‥‥原子発振器  ２‥‥主要部  ３‥‥パッケージ  ４‥‥支持部材  ５‥‥制御部  ７‥‥磁気シールド  １０‥‥量子干渉ユニット  ２１‥‥ガスセル  ２２‥‥光出射部  ２４‥‥光検出部  ２５‥‥ヒーター  ２６‥‥温度センサー  ２７‥‥コイル  ２８‥‥基板  ２９‥‥接続部材  ３０‥‥接着剤  ３１‥‥基体  ３２‥‥蓋体  ３３‥‥メタライズ層  ３４‥‥ロウ材  ４１‥‥脚部  ４２‥‥連結部  ４３‥‥柱部  ５１‥‥励起光制御部  ５２‥‥温度制御部  ５３‥‥磁場制御部  １００‥‥測位システム  ２００‥‥ＧＰＳ衛星  ２１１‥‥本体部  ２１２‥‥窓部  ２１３‥‥窓部  ２３１‥‥光学部品  ２３２‥‥光学部品  ２９１‥‥接続部材  ２９２‥‥接続部材  ３００‥‥基地局装置  ３０１‥‥アンテナ  ３０２‥‥受信装置  ３０３‥‥アンテナ  ３０４‥‥送信装置  ３２１‥‥金属層  ３２２‥‥被覆層  ３２２ａ‥‥表層  ３２２ｂ‥‥下地層  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  １５００‥‥移動体  １５０１‥‥車体  １５０２‥‥車輪  ｇ‥‥距離  ＬＬ‥‥励起光  Ｓ‥‥内部空間
【図１】
2015142240.tif 000003
【図２】
2015142240.tif 000004
【図３】
2015142240.tif 000005
【図４】
2015142240.tif 000006
【図５】
2015142240.tif 000007
【図６】
2015142240.tif 000008
【図７】
2015142240.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成27年1月20日(2015.1.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０４】
また、後述するパッケージ３と同様、コイル２７からの磁場を阻害しないよう、支持部材４の構成材料としては、非磁性の材料を用いることが好ましい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１２】
また、ロウ材３４は、前述したような比較的低い融点を有するものであれば、特に限定されないが、例えば、Ｓｎを９０％含むＡｕ−Ｓｎ合金（融点２１７℃）のような金およびスズを含む合金で構成されていることが好ましい。これにより、ロウ材３４の融点を３００℃未満とすることができる。または、Ｓｎ‐Ｐｄ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金などのはんだも使用することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２２】
また、被覆層３２２は、金属層３２１よりも厚さが薄い。これにより、比較的簡単に、パッケージ３に必要な機械的強度等の特性を金属層３２１で確保しつつ、被覆層３２２によりパッケージ３の表面に所望の特性を付与することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２８】
［磁気シールド］
磁気シールド７は、磁気シールド性を有し、パッケージ３およびコイル２７を収納している。すなわち、パッケージ３の外側に磁気シールド７が配置され、パッケージ３と磁気シールド７との間にコイル２７が配置されている。これにより、外部からガスセル２１への磁場の影響を低減することができる。その結果、量子干渉ユニット１０の特性の安定化を図ることができる。
また、磁気シールド７は、コイル２７に対して距離ｇをもって離間している。