(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスセルと、
前記ガスセルの表面に重ねられて配置されている第１抵抗体と第２抵抗体とを有して前記ガスセルを加熱する第１ヒーターと、を備え、
前記第１抵抗体および前記第２抵抗体は、いずれも複数の帯状部が並んでおり、
前記第１抵抗体に流れる電流の方向と前記第２抵抗体に流れる電流の方向とが互いに逆方向であることを特徴とするガスセルユニット。
【請求項２】
前記第１ヒーターと同一の構成を有する第２ヒーターを備え、
前記ガスセルが前記第１ヒーターと前記第２ヒーターとの間にある請求項１に記載のガスセルユニット。
【請求項３】
前記第１抵抗体と前記第２抵抗体との間に絶縁性を有する基板を備えている請求項１または２に記載のガスセルユニット。
【請求項４】
前記第１抵抗体が前記基板の一方の面に接合され、前記第２抵抗体が前記基板の他方の面に接合されている請求項３に記載のガスセルユニット。
【請求項５】
前記第１抵抗体は前記ガスセルの表面に接合され、前記第２抵抗体は前記基板の他方の面に接合されている請求項３に記載のガスセルユニット。
【請求項６】
前記第１ヒーターの前記第１抵抗体に流れる電流の方向が、前記第２ヒーターの前記第１抵抗体に流れる電流の方向に沿っている請求項２に記載のガスセルユニット。
【請求項７】
前記複数の帯状部は、互いに隣り合う帯状部に流れる電流の方向が互いに逆方向である請求項１ないし６のいずれか一項に記載のガスセルユニット。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか一項に記載のガスセルユニットと、
前記ガスセル中のアルカリ金属原子を励起する励起光を出射する光出射部と、
前記ガスセルを透過した前記励起光の強度を検出する光検出部と、
を備えていることを特徴とする原子発振器。
【請求項９】
請求項８に記載の原子発振器を備えていることを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスセルユニット、原子発振器および電子装置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は、一般に、光およびマイクロ波による二重共鳴現象を利用したもの（例えば、特許文献１参照）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）を利用したもの（例えば、特許文献２参照）とに大別される。
いずれの原子発振器においても、一般に、アルカリ金属をガスセル内に緩衝ガスとともに封入し、そのアルカリ金属をガス状に保つために、ガスセルを所定温度に加熱する必要がある。
【０００３】
例えば、特許文献３に記載の原子発振器では、ガス状の金属原子を封入したガスセルの外表面上にＩＴＯで構成された膜状の発熱体が設けられ、この発熱体を通電により発熱させる。これにより、ガスセルを加熱して、ガスセル内の金属原子をガス状に保つことができる。
このような原子発振器では、通常、ガスセル内の温度が一定となるように、発熱体へ供給される電流が調整される。そのため、例えば外気温変化に伴って、発熱体に流れる電流が変化してしまう。
このように発熱体に流れる電流が変化すると、発熱体から生じる磁場も変化してしまう。
発熱体から生じる磁場が変化すると、ガスセル中の金属原子の基底準位間のエネルギー差に相当する周波数が変動してしまう。そのため、従来の原子発振器では、出力周波数がずれてしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２８４７７２号公報
【特許文献２】米国特許第６８０６７８４号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００６／００２２７６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、周波数精度を向上させることができるガスセルユニット、原子発振器および電子装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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］
本発明のガスセルユニットは、ガスセルと、
前記ガスセルの表面に重ねられて配置されている第１抵抗体と第２抵抗体とを有して前記ガスセルを加熱する第１ヒーターと、を備え、
前記第１抵抗体および前記第２抵抗体は、いずれも複数の帯状部が並んでおり、
前記第１抵抗体に流れる電流の方向と前記第２抵抗体に流れる電流の方向とが互いに逆方向であることを特徴とする。
これにより、ヒーター（具体的には第１発熱抵抗体および第２発熱抵抗体）への通電量が変動しても、ガスセル内の磁場の変化を抑制または防止することができる。そのため、ガスセル内の磁場の変化を抑えつつ、ガスセル内の温度を所望の温度に維持することができる。その結果、本発明のガスセルユニットは、周波数精度を向上させることができる。
また、複数の帯状部の幅、ピッチ、長さ等に応じて第１発熱抵抗体および第２発熱抵抗体の発熱量や発熱分布等を設定することができる。
【０００７】
［適用例２］
本発明のガスセルユニットでは、前記第１ヒーターと同一の構成を有する第２ヒーターを備え、
前記ガスセルが前記第１ヒーターと前記第２ヒーターとの間にあることが好ましい。
これにより、第１ヒーターおよび第２ヒーター（具体的には第１発熱抵抗体および第２発熱抵抗体）への通電量がそれぞれ変動しても、ガスセル内の磁場の変化を抑制または防止することができる。そのため、ガスセル内の磁場の変化を抑えつつ、ガスセル内の温度を所望の温度に維持することができる。その結果、本発明のガスセルユニットは、周波数精度を向上させることができる。
【０００８】
［適用例３］
本発明のガスセルユニットでは、前記第１抵抗体と前記第２抵抗体との間に絶縁性を有する基板を備えていることが好ましい。
これにより、第１発熱抵抗体と第２発熱抵抗体との短絡を防止しつつ、第１発熱抵抗体と第２発熱抵抗体との間の距離を小さくすることができる。そのため、第１発熱抵抗体および第２発熱抵抗体から生じた磁場を互いに効率的に相殺させることができる。
【０００９】
［適用例４］
本発明のガスセルユニットでは、前記第１抵抗体が前記基板の一方の面に接合され、前記第２抵抗体が前記基板の他方の面に接合されていることが好ましい。
これにより、第１発熱抵抗体の設置が容易となる。
［適用例５］
本発明のガスセルユニットでは、前記第１抵抗体は前記ガスセルの表面に接合され、前記第２抵抗体は前記基板の他方の面に接合されていることが好ましい。
これにより、第１発熱抵抗体とガスセルとの間に隙間が生じるのを防止することができる。そのため、ガスセルを均一かつ効率的に加熱することができる。また、第２発熱抵抗体の設置が容易となる。また、第１発熱抵抗体と第２発熱抵抗体との間の距離を基板の厚さで高精度に規定することができる。
【００１０】
［適用例６］
本発明のガスセルユニットでは、前記第１ヒーターの前記第１抵抗体に流れる電流の方向が、前記第２ヒーターの前記第１抵抗体に流れる電流の方向に沿っていることが好ましい。
これにより、ガスセル内における第１ヒーターの第１発熱抵抗体と第２ヒーターの第１発熱抵抗体とから生じた磁場を互いに相殺させることができる。
【００１２】
［適用例７］
本発明のガスセルユニットでは、前記複数の帯状部は、互いに隣り合う帯状部に流れる電流の方向が互いに逆方向であることが好ましい。
これにより、互いに隣り合う帯状部から生じた磁場を互いに相殺させることができる。
［適用例８］
本発明の原子発振器は、本発明のガスセルユニットと、
前記ガスセル中のアルカリ金属原子を励起する励起光を出射する光出射部と、
前記ガスセルを透過した前記励起光の強度を検出する光検出部と、
を備えていることを特徴とする。
これにより、優れた周波数精度を有する原子発振器を提供することができる。
［適用例９］
本発明の電子装置は、本発明の原子発振器を備えてい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装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る原子発振器の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す原子発振器に備えられたガスセル内の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】図１に示す原子発振器に備えられた光出射部および光検出部について、光出射部からの２つの光の周波数差と、光検出部の検出強度との関係を示すグラフである。
【図４】図１に示す原子発振器に備えられたガスセルユニットの概略構成を示す斜視図である。
【図５】図４に示すガスセルユニットを示す断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るガスセルユニットを示す断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るガスセルユニットを示す断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係るガスセルユニットを示す断面図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係るガスセルユニットの概略構成を示す斜視図である。
【図１０】図９に示すガスセルユニットを示す断面図である。
【図１１】（ａ）は、図９に示すガスセルユニットに備えられたヒーターの第１発熱抵抗体の形状を示す図、（ｂ）は、図９に示すガスセルユニットに備えられたヒーターの第２発熱抵抗体の形状を示す図である。
【図１２】本発明の第６実施形態に係るガスセルユニットを示す断面図である。
【図１３】（ａ）は、図１２に示すガスセルユニットに備えられたヒーターの第１発熱抵抗体の形状を示す図、（ｂ）は、図１２に示すガスセルユニットに備えられたヒーターの第２発熱抵抗体の形状を示す図である。
【図１４】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システム構成概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のガスセルユニット、原子発振器および電子装置を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜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の概略構成を示すブロック図、図２は、図１に示す原子発振器に備えられたガスセル内の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、図１に示す原子発振器に備えられた光出射部および光検出部について、光出射部からの２つの光の周波数差と、光検出部の検出強度との関係を示すグラフ、図４は、図１に示す原子発振器に備えられたガスセルユニットの概略構成を示す斜視図、図５は、図４に示すガスセルユニットを示す断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図４、５中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図４、５では、説明の便宜上、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示しており、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向（上下方向）を「Ｚ軸方向」と言う。
【００１５】
（原子発振器）
まず、図１〜図３に基づいて、本実施形態に係る原子発振器の全体構成を簡単に説明する。
なお、以下では、量子干渉効果を利用した原子発振器に本発明を適用した場合を一例として説明するが、本発明は、これに限定されるものではなく、二重共鳴効果を利用した原子発振器にも適用可能である。
【００１６】
図１に示す原子発振器１は、ガスセルユニット２と、光出射部３と、光検出部４と、制御部５とを有している。
また、ガスセルユニット２は、ガス状のアルカリ金属を封入したガスセル２１と、ガスセル２１を加熱するヒーター２２、２３と、ガスセル２１の温度を検出する温度センサー２４、２５と、ガスセル２１に作用する磁場を発生させるコイル２６とを有している。
【００１７】
ガスセル２１の内部には、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。
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ており、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。
【００１８】
このようなガス状のアルカリ金属に対して周波数の異なる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すると、共鳴光１の周波数ω１と共鳴光２の周波数ω２との差（ω１−ω２）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。
【００１９】
光出射部３は、ガスセル２１中のアルカリ金属原子を励起する励起光を出射するものである。
より具体的には、光出射部３は、周波数の異なる２種の光（共鳴光１および共鳴光２）を出射するものである。
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し得るものである。
【００２０】
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し得るものである。
光検出部４は、ガスセル２１を透過した共鳴光１、２の強度を検出するものである。
例えば、前述した光出射部３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４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。
制御部５は、ヒーター２２、２３および光出射部３を制御する機能を有する。
このような制御部５は、光出射部３の共鳴光１、２の周波数を制御する周波数制御回路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回路５２と、ガスセル２１に印加する磁場を制御する磁場用電源回路５３とを有する。
【００２１】
周波数制御回路５１は、前述した光検出部４の検出結果に基づいて、光出射部３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、周波数制御回路５１は、前述した光検出部４によって検出された（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３から出射される共鳴光１、２の周波数を制御する。
また、温度制御回路５２は、温度センサー２４、２５の検出結果に基づいて、ヒーター２２、２３への通電を制御する。
また、磁場用電源回路５３は、コイル２６が発生する磁場が一定となるように、コイル２６への通電を制御する。
【００２２】
（ガスセルユニット）
次に、ガスセルユニット２について詳述する。
ガスセルユニット２は、図４に示すように、ガスセル２１と、ガスセル２１を挟持するように設けられた１対のヒーター２２、２３とを有している。
［ガスセル］
ガスセル２１は、１対の板状部２１１、２１２と、これらの間に設けられたスペーサー２１３とを有している。
【００２３】
板状部２１１、２１２は、それぞれ、前述した光出射部３からの励起光に対する透過性を有している。本実施形態では、板状部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、板状部２１１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。
本実施形態では、板状部２１１、２１２は、それぞれ、板状をなしている。また、板状部２１１、２１２は、平面視にて四角形をなしている。なお、板状部２１１、２１２の形状は、前述したものに限定されず、例えば、平面視にて円形をなしていてもよい。
【００２４】
このような板状部２１１、２１２を構成する材料は、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、ガラス材料、水晶等が挙げられる。
また、スペーサー２１３は、前述した１対の板状部２１１、２１２間に空間Ｓを形成するものである。
本実施形態では、スペーサー２１３は、枠状または筒状をなし、平面視にて外周および内周がそれぞれ四角形をなしている。なお、スペーサー２１３の形状は、前述したものに限定されず、例えば、平面視にて外周および内周がそれぞれ円形をなしていてもよい。
【００２５】
また、スペーサー２１３は、各板状部２１１、２１２に対して気密的に接合されている。これにより、１対の板状部２１１、２１２間の空間Ｓを気密空間とすることができる。スペーサー２１３と各板状部２１１、２１２との接合方法としては、スペーサー２１３や各板状部２１１、２１２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。
このようなスペーサー２１３を構成する材料は、特に限定されず、金属材料、樹脂材料等であってもよく、板状部２１１、２１２と同様にガラス材料、水晶等であってもよい。
【００２６】
［ヒーター］
ヒーター２２、２３は、それぞれ、前述したガスセル２１（より具体的にはガスセル２１中のアルカリ金属）を加熱する機能を有する。これにより、ガスセル２１中のアルカリ金属の蒸気圧が所定の圧力値以上となるように維持され、アルカリ金属をガス状に保つことができる。
【００２７】
本実施形態では、ヒーター２２、２３は、ガスセル２１を挟むように設けられ、ガスセル２１を介して対称（図５に示す断面においてガスセル２１を中心とした回転対称）となるように配置されている。なお、ヒーター２２、２３は、図５に示す断面において、ガスセル２１を介して上下対称となるように配置されていてもよい。また、ヒーター２２、２３は、ガスセル２１を介して非対称となるように配置されていてもよい。
【００２８】
このようなヒーター２２は、基板２２１と、基板２２１の一方の面（図５にて下側の面）上に設けられた発熱抵抗体（第１抵抗体）２２２と、基板２２１の他方の面（図５にて上側の面）上に設けられた発熱抵抗体（第２抵抗体）２２３と、発熱抵抗体２２２と発熱抵抗体２２３とを電気的に接続する導体部２２４と、発熱抵抗体２２２上に設けられた電極２２５と、発熱抵抗体２２３上に設けられた電極２２６とを有している。
【００２９】
同様に、ヒーター２３は、基板２３１と、基板２３１の一方の面（図５にて上側の面）上に設けられた発熱抵抗体（第１抵抗体）２３２と、基板２３１の他方の面（図５にて下側の面）上に設けられた発熱抵抗体（第２抵抗体）２３３と、発熱抵抗体２３２と発熱抵抗体２３３とを電気的に接続する導体部２３４と、発熱抵抗体２３２上に設けられた電極２３５と、発熱抵抗体２３３上に設けられた電極２３６とを有している。
【００３０】
以下、ヒーター２２の各部を詳細に説明する。なお、ヒーター２３の構成については、ヒーター２２の構成と同様であるため、その説明を省略する。
本実施形態では、基板２２１は、平面視にて四角形（より具体的には長方形）をなしている。なお、基板２２１の平面視形状は、長方形に限定されず、正方形、菱形、台形等の他の四角形であってもよいし、三角形、五角形等の他の多角形であってもよいし、円形、楕円形、異形状等であってもよい。
【００３１】
基板２２１は、発熱抵抗体２２２と発熱抵抗体２２３との間に設けられている。この基板２２１は、絶縁性を有する。これにより、発熱抵抗体２２２と発熱抵抗体２２３との短絡を防止しつつ、発熱抵抗体２２２と発熱抵抗体２２３との間の距離を小さくすることができる。そのため、後述するように発熱抵抗体２２２および発熱抵抗体２２３から生じた磁場を互いに効率的に相殺させることができる。
【００３２】
また、基板２２１は、ガスセル２１中のアルカリ金属原子を励起する励起光に対する透過性を有する。これにより、励起光の光路上にヒーター２２を設けることができる。そのため、ガスセル２１の励起光の出射部をヒーター２２により効率的に加熱することができる。なお、本実施形態では、図４に示すように、励起光は、ヒーター２３を介してガスセル２１内に入射され、ガスセル２１内からヒーター２２を介して出射される。
【００３３】
このような基板２２１の構成材料としては、前述したような絶縁性および光透過性を有し、発熱抵抗体２２２、２２３の発熱に耐え得るものであれば、特に限定されないが、例えば、ガラス材料、水晶等を用いることができる。
また、基板２２１の厚さは、特に限定されないが、例えば、０．０１〜１０ｍｍ程度である。
【００３４】
このような基板２２１のガスセル２１側には、発熱抵抗体（第１抵抗体）２２２が設けられ、一方、基板２２１のガスセル２１とは反対側には、発熱抵抗体（第２抵抗体）２２３が設けられている。
発熱抵抗体２２２、２２３は、それぞれ、通電により発熱するものである。また、本実施形態では、発熱抵抗体２２２、２２３は、それぞれ、ガスセル２１中のアルカリ金属原子を励起する励起光に対する透過性を有する。これにより、ガスセル２１の励起光の出射部をヒーター２２により効率的に加熱することができる。
【００３５】
特に、発熱抵抗体２２２、２２３は、互いに対向して設けられ、通電により発熱するとともに、その通電に伴って生じた磁場を互いに相殺させるものである。これにより、ヒーター２２（発熱抵抗体２２２、２２３）への通電量が変動しても、ガスセル２１内の磁場の変化を抑制または防止することができる。そのため、ガスセル２１内の磁場の変化を抑えつつ、ガスセル２１内の温度を所望の温度に維持することができる。その結果、ガスセルユニット２は、周波数精度を向上させることができる。ここで、発熱抵抗体（第１抵抗体）２２２と発熱抵抗体（第２抵抗体）２２３のうちいずれか一方を抵抗値がゼロに近い抵抗体（導体）とし、発熱のほとんどない状態としてもよい。例えば、発熱抵抗体（第２抵抗体）２２３を抵抗値がゼロに近い抵抗体（導体）とすれば、この導体への通電に伴って生じた磁場によって、発熱抵抗体（第１抵抗体）２２２への通電に伴って生じた磁場を相殺することが可能である。つまり、発熱抵抗体２２２を磁場相殺のための専用の手段とするのである。なお、これ以降の説明において、発熱抵抗体２２２（または第１抵抗体）と発熱抵抗体２２３（または第２抵抗体）との関係についても同様である。
【００３６】
具体的に説明すると、発熱抵抗体２２２は、基板２２１のガスセル２１側の面に接合されている。これにより、発熱抵抗体２２２の設置が容易となる。
また、発熱抵抗体２２３は、基板２２１のガスセル２１とは反対側の面に接合されている。これにより、発熱抵抗体２２３の設置が容易となる。また、基板２２１の一方の面に発熱抵抗体２２２を接合するとともに、基板２２１の他方の面に発熱抵抗体２２３を接合することにより、発熱抵抗体２２２と発熱抵抗体２２３との間の距離を基板２２１の厚さで高精度に規定することができる。その結果、後述するように発熱抵抗体２２２からの磁場と発熱抵抗体２２３からの磁場とを相殺させる際に、その作用を基板２２１の面方向に均一に生じさせることができる。
【００３７】
また、発熱抵抗体２２２、２２３は、それぞれ、薄膜状をなしている。これにより、発熱抵抗体２２２、２２３を成膜により簡単かつ高精度に形成することができる。
本実施形態では、発熱抵抗体２２２は、基板２２１の下面の全域に亘って一様に形成され、発熱抵抗体２２３は、基板２２１の上面の全域に亘って一様に形成されている。
このような発熱抵抗体２２２、２２３の構成材料としては、前述したように通電により発熱するとともに励起光に対する光透過性を有するものであれば、特に限定されないが、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を用いるのが好ましい。
【００３８】
このような透明電極材料は、好適な光透過性を有するとともに、通電により効率的に発熱することができる。
また、発熱抵抗体２２２、２２３がそれぞれ透明電極材料で構成されていると、励起光の光路上にヒーター２２を設けることができる。そのため、ガスセル２１の励起光の出射部をヒーター２２により効率的に加熱することができる。
【００３９】
発熱抵抗体２２２、２２３の厚さは、特に限定されないが、例えば、０．１μｍ以上１ｍｍ以下程度である。
また、発熱抵抗体２２２、２２３の形成は、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・ゲル法等を用いて形成することができる。
【００４０】
このような発熱抵抗体２２２と発熱抵抗体２２３とは、導電性を有する導体部２２４を介して電気的に接続されている。
この導体部２２４は、基板２２１の側面に設けられている。より具体的には、導体部２２４は、四角状をなす基板２２１の１つの辺に沿って設けられている。
導体部２２４は、Ｙ軸方向に沿って延在する帯状をなしている。そして、導体部２２４は、発熱抵抗体２２２、２２３のＹ軸方向での全域に亘って設けられている。これにより、発熱抵抗体２２２、２２３間の導通をＹ軸方向での全域に亘って均一な電位で行うことができる。
【００４１】
また、導体部２２４は、発熱抵抗体２２２、２２３と一体的に形成されている。このような導体部２２４は、発熱抵抗体２２２、２２３と同じ構成材料で構成することができ、また、前述したような成膜方法により発熱抵抗体２２２、２２３と一括して形成することができる。
このような導体部２２４により発熱抵抗体２２２と発熱抵抗体２２３とが電気的に直列に接続される。
【００４２】
また、発熱抵抗体２２２の基板２２１とは反対の面上には、電極２２５が設けられ、また、発熱抵抗体２２３の基板２２１とは反対の面上には、電極２２６が設けられている。
電極２２５、２２６は、それぞれ、基板２２１の前述した導体部２２４が設けられた側（図５中右側）の辺とは反対側（図５中左側）の辺に沿って設けられている。
電極２２５、２２６は、それぞれ、Ｙ軸方向に沿って延在する帯状をなしている。そして、電極２２５は、発熱抵抗体２２２のＹ軸方向での全域に亘って設けられ、電極２２６は、発熱抵抗体２２３のＹ軸方向での全域に亘って設けられている。これにより、発熱抵抗体２２２、２２３に対してＹ軸方向での全域に亘って均一な電位で給電することができる。
【００４３】
このような電極２２５、２２６の構成材料としては、特に限定されないが、導電性に優れた材料が好適に用いられ、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金、金、金合金、クロム、クロム合金、金等の金属材料が挙げられる。
また、電極２２５、２２６の厚さは、特に限定されないが、例えば、０．１μｍ以上１ｍｍ以下程度である。
【００４４】
また、電極２２５、２２６の形成方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法等の物理成膜法、ＣＶＤ等の化学蒸着法、インクジェット法等の各種塗布法等が挙げられる。
このような電極２２５、２２６は、温度制御回路５２に電気的に接続され、電極２２５と電極２２６との間に電圧が印加される。
このような電極２２５と電極２２６との間に電圧を印加すると、発熱抵抗体２２２、２２３にそれぞれ通電される。
【００４５】
このとき、この通電により発熱抵抗体２２２に流れる電流の方向と発熱抵抗体２２３に流れる電流の方向とが互いに逆方向となる。具体的には、発熱抵抗体２２２には、導体部２２４から電極２２５へ向けて図５の矢印ａ１で示す方向に電流が流れ、発熱抵抗体２２３には、電極２２６から導体部２２４へ向けて図５の矢印ａ２で示す方向に電流が流れる。これにより、発熱抵抗体２２２から生じた磁場と発熱抵抗体２２３から生じた磁場とを互いに相殺させることができる。より具体的には、発熱抵抗体２２２から生じた磁場のＺ軸方向成分と、発熱抵抗体２２３から生じた磁場のＺ軸方向成分とを互いに相殺させることができる。また、磁場のＹ軸方向成分同士についても概ね互いに相殺させることができる。
【００４６】
なお、図５では、電極２２５を陽極、電極２２６を陰極とした場合を一例として図示しており、矢印ａ１、ａ２の方向（矢印ｂ１、ｂ２の方向についても同様）が図示のものとは逆方向であってもよい。
また、ヒーター２３についても同様に、通電により発熱抵抗体２３２に流れる電流の方向と発熱抵抗体２３３に流れる電流の方向とが互いに逆方向となる。具体的には、発熱抵抗体２３２には、電極２３５から導体部２３４へ向けて図５の矢印ｂ１で示す方向に電流が流れ、発熱抵抗体２３３には、導体部２３４から電極２３６へ向けて図５の矢印ｂ２で示す方向に電流が流れる。
【００４７】
また、ヒーター２２の発熱抵抗体２２２に流れる電流の方向は、ヒーター２３の発熱抵抗体２３２に流れる電流の方向と同方向である。これにより、ガスセル２１内におけるヒーター２２の発熱抵抗体２２２とヒーター２３の発熱抵抗体２３２とから生じた磁場を互いに相殺させることができる。より具体的には、発熱抵抗体２２２と発熱抵抗体２３２との間において、発熱抵抗体２２２から生じた磁場のＹ軸方向成分と、発熱抵抗体２３２から生じた磁場のＹ軸方向成分とを互いに相殺させることができる。
【００４８】
［温度センサー］
また、ガスセルユニット２は、温度センサー２４、２３を有する。前述したようなヒーター２２、２３の発熱量は、この温度センサー２４、２５の検出結果に基づいて制御される。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。
【００４９】
温度センサー２４は、ヒーター２２またはガスセル２１の板状部２１１の温度を検出するものである。また、温度センサー２５は、ヒーター２３またはガスセル２１の板状部２１２の温度を検出するものである。
このような温度センサー２４、２５の設置位置は、特に限定されず、図示しないが、例えば、温度センサー２４にあっては、ヒーター２２上またはガスセル２１の外表面の板状部２１１付近上、温度センサー２５にあっては、ヒーター２３上またはガスセル２１の外表面の板状部２１２付近上である。
【００５０】
温度センサー２４、２５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２４、２５は、図示しない配線を介して、前述した温度制御回路５２に電気的に接続されている。
そして、温度制御回路５２は、温度センサー２４の検知結果に基づいて、前述したヒーター２２の通電量を制御する。また、温度制御回路５２は、温度センサー２５の検知結果に基づいて、前述したヒーター２３への通電量を制御する。
このように２つの温度センサー２４、２５を用いて、ヒーター２２、２３への通電量を制御することにより、より高精度な温度制御が可能となる。また、ガスセル２１内の温度のバラツキ（励起光の入射側と出射側との温度差）を防止することができる。
【００５１】
［コイル］
また、ガスセルユニット２は、コイル２６を有する（図１参照）。
このようなコイル２６は、通電により、磁場を発生させる。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、アルカリ金属の縮退している異なるエネルギー状態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。
【００５２】
このコイル２６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２１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２１を介して対向させてもよい。
このコイル２６は、図示しない配線を介して、前述した磁場用電源回路５３に電気的に接続されている。これにより、コイル２６に通電を行うことができる。
【００５３】
このようなコイル２６の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、銀、銅、パラジウム、白金、金、または、これらの合金等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
以上説明したような本実施形態のガスセルユニット２によれば、ヒーター２２の発熱抵抗体２２２、２２３が通電に伴って生じた磁場を互いに相殺させるとともに、ヒーター２３の発熱抵抗体２３２、２３３が通電に伴って生じた磁場を互いに相殺させるので、ヒーター２２、２３への通電量が変動しても、ガスセル２１内の磁場の変化を抑制または防止することができる。そのため、ガスセル２１内の磁場の変化を抑えつつ、ガスセル２１内の温度を所望の温度に維持することができる。その結果、ガスセルユニット２は、周波数精度を向上させることができる。
また、このようなガスセルユニット２を備える原子発振器１によれば、優れた周波数精度を有する。
【００５４】
＜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６は、本発明の第２実施形態に係るガスセルユニットを示す断面図である。
本実施形態にかかるガスセルユニットは、ヒーターの数が異なる以外は、前述した第１実施形態にかかるガスセルユニットと同様である。
【００５５】
なお、以下の説明では、第２実施形態のガスセルユニットに関し、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６において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
図６に示すガスセルユニット２Ａは、前述した第１実施形態のガスセルユニット２において、ヒーター２２のガスセル２１と反対側に基板２７１を介してもう１つのヒーター２２が設けられているとともに、ヒーター２３のガスセル２１と反対側に基板２７２を介してもう１つのヒーター２３が設けられている。
【００５６】
基板２７１、２７２は、前述した基板２２１、２３１と同様に構成されている。
２つのヒーター２２は、一方（図６にて上側）のヒーター２２の発熱抵抗体２２２と、他方（図６にて下側）のヒーター２２の発熱抵抗体２２３とが基板２７１を介して対向している。
そして、上記一方のヒーター２２の発熱抵抗体２２２に流れる電流の方向と、上記他方のヒーター２２の発熱抵抗体２２３に流れる電流の方向とが互いに逆方向となっている。これにより、２つのヒーター２２から漏れる磁場を抑制することができる。
【００５７】
同様に、２つのヒーター２３は、一方（図６にて下側）のヒーター２３の発熱抵抗体２３２と、他方（図６にて上側）のヒーター２３の発熱抵抗体２３３とが基板２７２を介して対向している。
そして、上記一方のヒーター２３の発熱抵抗体２３２に流れる電流の方向と、上記他方のヒーター２３の発熱抵抗体２３３に流れる電流の方向とが互いに逆方向となっている。これにより、２つのヒーター２３から漏れる磁場を抑制することができる。
以上説明したような第２実施形態に係るガスセルユニット２Ａによっても、周波数精度を向上させることができる。
【００５８】
＜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７は、本発明の第３実施形態に係るガスセルユニットを示す断面図である。
本実施形態にかかるガスセルユニットは、ヒーターの構成が異なる以外は、前述した第１実施形態にかかるガスセルユニットと同様である。
【００５９】
なお、以下の説明では、第３実施形態のガスセルユニットに関し、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。
図７に示すガスセルユニット２Ｂは、ガスセル２１と、ガスセル２１を挟持するように設けられた１対のヒーター２２Ｂ、２３Ｂとを有している。
【００６０】
ヒーター２２Ｂは、基板２２１と、基板２２１に対してガスセル２１側（図７にて下側）に設けられた発熱抵抗体（第１抵抗体）２２２Ｂと、基板２２１に対してガスセル２１とは反対側（図７にて上側）に設けられた発熱抵抗体（第２抵抗体）２２３Ｂと、発熱抵抗体２２２Ｂ上に設けられた電極２２５Ｂ、２２７Ｂと、発熱抵抗体２２３Ｂ上に設けられた電極２２６Ｂ、２２８Ｂとを有している。
【００６１】
同様に、ヒーター２３Ｂは、基板２３１と、基板２３１に対してガスセル２１側（図７にて上側）に設けられた発熱抵抗体（第１抵抗体）２３２Ｂと、基板２３１に対してガスセル２１とは反対側（図７にて下側）に設けられた発熱抵抗体（第２抵抗体）２３３Ｂと、発熱抵抗体２３２Ｂ上に設けられた電極２３５Ｂ、２３７Ｂと、発熱抵抗体２３３Ｂ上に設けられた電極２３６Ｂ、２３８Ｂとを有している。
【００６２】
以下、ヒーター２２Ｂについて説明する。なお、ヒーター２３Ｂについては、ヒーター２２Ｂと同様であるため、その説明を省略する。
発熱抵抗体２２２Ｂは、ガスセル２１の外表面に接合されている。より具体的には、発熱抵抗体２２２Ｂは、ガスセル２１の板状部２１１の外表面に接合されている。これにより、発熱抵抗体２２２Ｂとガスセル２１との間に隙間が生じるのを防止することができる。そのため、ガスセル２１を均一かつ効率的に加熱することができる。
【００６３】
また、発熱抵抗体２２３Ｂは、基板２２１のガスセル２１とは反対側の面に接合されている。これにより、発熱抵抗体２２３Ｂの設置が容易となる。
このような発熱抵抗体２２２Ｂのガスセル２１とは反対の面上には、電極２２５Ｂ、２２７Ｂが設けられ、また、発熱抵抗体２２３Ｂの基板２２１とは反対の面上には、電極２２６Ｂ、２２８Ｂが設けられている。
【００６４】
電極２２５Ｂ、２２６Ｂは、それぞれ、基板２２１のＸ軸方向に対向する１対の辺のうち、一方（図５中左側）の辺に沿って設けられ、電極２２７Ｂ、２２８Ｂは、それぞれ、基板２２１のＸ軸方向に対向する１対の辺のうち、他方（図５中右側）の辺に沿って設けられている。
電極２２５Ｂ、２２６Ｂ、２２７Ｂ、２２８Ｂは、それぞれ、Ｙ軸方向に沿って延在する帯状をなしている。
このような電極２２５Ｂと電極２２７Ｂとの間に電圧を印加することにより、発熱抵抗体２２２Ｂに通電させることができる。また、電極２２６Ｂと電極２２８Ｂとの間に電圧を印加することにより、発熱抵抗体２２３Ｂに通電させることができる。
【００６５】
このヒーター２２Ｂにおいても、通電により発熱抵抗体２２２Ｂに流れる電流の方向と発熱抵抗体２２３Ｂに流れる電流の方向とが互いに逆方向となる。具体的には、発熱抵抗体２２２Ｂには、電極２２７Ｂから電極２２５Ｂへ向けて図７の矢印ａ１で示す方向に電流が流れ、発熱抵抗体２２３Ｂには、電極２２６Ｂから電極２２８Ｂへ向けて図７の矢印ａ２で示す方向に電流が流れる。これにより、発熱抵抗体２２２Ｂから生じた磁場と発熱抵抗体２２３Ｂから生じた磁場とを互いに相殺させることができる。なお、矢印ａ１、ａ２の方向（矢印ｂ１、ｂ２の方向についても同様）が図示のものとは逆方向であってもよい。
以上説明したような第３実施形態に係るガスセルユニット２Ｂによっても、周波数精度を向上させることができる。
【００６６】
＜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８は、本発明の第４実施形態に係るガスセルユニットを示す断面図である。
本実施形態にかかるガスセルユニットは、ヒーターの構成が異なる以外は、前述した第１実施形態にかかるガスセルユニットと同様である。
【００６７】
なお、以下の説明では、第４実施形態のガスセルユニットに関し、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に示すガスセルユニット２Ｃは、ガスセル２１と、ガスセル２１を挟持するように設けられた１対のヒーター２２Ｃ、２３Ｃとを有している。
【００６８】
ヒーター２２Ｃは、基板２７３と、基板２７３の一方（図８にて上側）の面上に設けられた発熱抵抗体（第１抵抗体）２２２Ｃと、基板２７４と、基板２７４の一方（図８にて上側）の面上に設けられた発熱抵抗体（第２抵抗体）２２３Ｃと、発熱抵抗体２２２Ｃ上に設けられた電極２２５Ｃ、２２７Ｃと、発熱抵抗体２２３Ｃ上に設けられた電極２２６Ｃ、２２８Ｃとを有している。
【００６９】
同様に、ヒーター２３Ｃは、基板２７５と、基板２７５の一方（図８にて下側）の面上に設けられた発熱抵抗体（第１抵抗体）２３２Ｃと、基板２７６と、基板２７６の一方（図８にて下側）の面上に設けられた発熱抵抗体（第２抵抗体）２３３Ｃと、発熱抵抗体２３２Ｃ上に設けられた電極２３５Ｃ、２３７Ｃと、発熱抵抗体２３３Ｃ上に設けられた電極２３６Ｃ、２３８Ｃとを有している。
【００７０】
以下、ヒーター２２Ｃについて説明する。なお、ヒーター２３Ｃについては、ヒーター２２Ｃと同様であるため、その説明を省略する。
基板２７３、２７４は、それぞれ、前述した基板２２１、２３１と同様に構成されている。
基板２７３は、その下面がガスセル２１の板状部２１１の上面に接触している。そして、基板２７３の上面には、発熱抵抗体２２２Ｃが接合されている。
【００７１】
また、基板２７４は、その下面が発熱抵抗体２２２Ｃの上面に接触している。そして、基板２７４の上面には、発熱抵抗体２２３Ｃが接合されている。
このような発熱抵抗体２２２Ｃの基板２７３と反対側の面上には、電極２２５Ｃ、２２７Ｃが設けられ、また、発熱抵抗体２２３Ｃの基板２７４とは反対の面上には、電極２２６Ｃ、２２８Ｃが設けられている。
【００７２】
このような電極２２５Ｃと電極２２７Ｃとの間に電圧を印加することにより、発熱抵抗体２２２Ｃに通電させることができる。また、電極２２６Ｃと電極２２８Ｃとの間に電圧を印加することにより、発熱抵抗体２３２Ｃに通電させることができる。
このヒーター２２Ｃにおいても、通電により発熱抵抗体２２２Ｃに流れる電流の方向と発熱抵抗体２２３Ｃに流れる電流の方向とが互いに逆方向となる。具体的には、発熱抵抗体２２２Ｃには、電極２２７Ｃから電極２２５Ｃへ向けて図８の矢印ａ１で示す方向に電流が流れ、発熱抵抗体２２３Ｃには、電極２２６Ｃから電極２２８Ｃへ向けて図８の矢印ａ２で示す方向に電流が流れる。これにより、発熱抵抗体２２２Ｃから生じた磁場と発熱抵抗体２２３Ｃから生じた磁場とを互いに相殺させることができる。なお、矢印ａ１、ａ２の方向（矢印ｂ１、ｂ２の方向についても同様）が図示のものとは逆方向であってもよい。
【００７３】
また、本実施形態では、発熱抵抗体２２２Ｃの熱を基板２７３を介してガスセル２１へ伝達するので、発熱抵抗体２２２Ｃの熱がガスセル２１の空間Ｓに伝達されるまでに程よく拡散され、加熱を均一化することができる。
以上説明したような第４実施形態に係るガスセルユニット２Ｃによっても、周波数精度を向上させることができる。
【００７４】
＜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９は、本発明の第５実施形態に係るガスセルユニットの概略構成を示す斜視図、図１０は、図９に示すガスセルユニットを示す断面図、図１１（ａ）は、図９に示すガスセルユニットに備えられたヒーターの第１抵抗体の形状を示す図、図１１（ｂ）は、図９に示すガスセルユニットに備えられたヒーターの第２抵抗体の形状を示す図である。
【００７５】
本実施形態にかかるガスセルユニットは、ヒーターの構成が異なる以外は、前述した第１実施形態にかかるガスセルユニットと同様である。
なお、以下の説明では、第５実施形態のガスセルユニットに関し、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９〜１１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。
【００７６】
図９に示すガスセルユニット２Ｄは、ガスセル２１と、ガスセル２１を挟持するように設けられた１対のヒーター２２Ｄ、２３Ｄとを有している。
ヒーター２２Ｄは、基板２２１と、基板２２１に対してガスセル２１側（図１０にて下側）に設けられた発熱抵抗体（第１抵抗体）２２２Ｄと、基板２２１に対してガスセル２１とは反対側（図１０にて上側）に設けられた発熱抵抗体（第２抵抗体）２２３Ｄと、発熱抵抗体２２２Ｄ上に設けられた電極２２５と、発熱抵抗体２２３Ｄ上に設けられた電極２２６とを有している。
【００７７】
同様に、ヒーター２３Ｄは、基板２３１と、基板２３１に対してガスセル２１側（図１０にて上側）に設けられた発熱抵抗体（第１抵抗体）２３２Ｄと、基板２３１に対してガスセル２１とは反対側（図１０にて下側）に設けられた発熱抵抗体（第２抵抗体）２３３Ｄと、発熱抵抗体２３２Ｄ上に設けられた電極２３５と、発熱抵抗体２３３Ｄ上に設けられた電極２３６とを有している。
【００７８】
以下、ヒーター２２Ｄについて説明する。なお、ヒーター２３Ｄについては、ヒーター２２Ｄと同様であるため、その説明を省略する。
発熱抵抗体２２２Ｄは、基板２２１の下面に接合され、一方、発熱抵抗体２２３Ｄは、基板２２１の上面に接合されている。
発熱抵抗体２２２Ｄは、互いに間隔を隔てて並設された複数の帯状部２２２ａを有する。同様に、発熱抵抗体２２３Ｄは、互いに間隔を隔てて並設された複数の帯状部２２３ａを有する。
【００７９】
各帯状部２２２ａおよび各帯状部２２３ａは、それぞれ、Ｘ軸方向に沿って延在している。
このような複数の帯状部２２２ａおよび複数の帯状部２２３ａは、互いに対応して対向している。すなわち、複数の帯状部２２２ａおよび複数の帯状部２２３ａは、基板２２１を介して対称となるように設けられている。
【００８０】
このような発熱抵抗体２２２Ｄ、２２３Ｄは、複数の帯状部２２２ａ、２２３ａの幅、ピッチ、長さ等に応じて発熱量や発熱分布等を設定することができる。
このような複数の帯状部２２２ａおよび複数の帯状部２２３ａは、導電性を有する複数の導体部２２４Ｄを介して電気的に接続されている。本実施形態では、導体部２２４Ｄは、発熱抵抗体２２２Ｄ、２２３Ｄと一体的に形成されている。なお、複数の導体部２２４Ｄに代えて、前述した第１実施形態の導体部２２４を用いることもできる。
【００８１】
電極２２５、２２６は、それぞれ、基板２２１の前述した導体部２２４Ｄが設けられた側（図１０中右側）の辺とは反対側（図１０中左側）の辺に沿って設けられている。
このような電極２２５と電極２２６との間に電圧を印加することにより、発熱抵抗体２２２Ｄ、２２３Ｄにそれぞれ通電させることができる。
このヒーター２２Ｄでは、図１１にて矢印で示すように、通電により発熱抵抗体２２２Ｄの各帯状部２２２ａに流れる電流の方向と発熱抵抗体２２３Ｄの各帯状部２２３ａに流れる電流の方向とが互いに逆方向となる。これにより、発熱抵抗体２２２Ｄから生じた磁場と発熱抵抗体２２３Ｄから生じた磁場とを互いに相殺させることができる。
以上説明したような第５実施形態に係るガスセルユニット２Ｄによっても、周波数精度を向上させることができる。
【００８２】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態について説明する。
図１２は、本発明の第６実施形態に係るガスセルユニットを示す断面図、図１３（ａ）は、図１２に示すガスセルユニットに備えられたヒーターの第１抵抗体の形状を示す図、図１３（ｂ）は、図１２に示すガスセルユニットに備えられたヒーターの第２抵抗体の形状を示す図である。
【００８３】
本実施形態にかかるガスセルユニットは、ヒーターの構成が異なる以外は、前述した第１実施形態にかかるガスセルユニットと同様である。
なお、以下の説明では、第６実施形態のガスセルユニットに関し、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１２、１３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。
【００８４】
図１２に示すガスセルユニット２Ｅは、ガスセル２１と、ガスセル２１を挟持するように設けられた１対のヒーター２２Ｅ、２３Ｅとを有している。
ヒーター２２Ｅは、基板２２１と、基板２２１に対してガスセル２１側（図１２にて下側）に設けられた発熱抵抗体（第１抵抗体）２２２Ｅと、基板２２１に対してガスセル２１とは反対側（図１２にて上側）に設けられた発熱抵抗体（第２抵抗体）２２３Ｅとを有している。
同様に、ヒーター２３Ｅは、基板２３１と、基板２３１に対してガスセル２１側（図１２にて上側）に設けられた発熱抵抗体（第１抵抗体）２３２Ｅと、基板２３１に対してガスセル２１とは反対側（図１２にて下側）に設けられた発熱抵抗体（第２抵抗体）２３３Ｅとを有している。
【００８５】
以下、ヒーター２２Ｅについて説明する。なお、ヒーター２３Ｅについては、ヒーター２２Ｅと同様であるため、その説明を省略する。
発熱抵抗体２２２Ｅは、基板２２１の下面に接合され、一方、発熱抵抗体２２３Ｅは、基板２２１の上面に接合されている。
発熱抵抗体２２２Ｅは、互いに間隔を隔てて並設された複数の帯状部２２２ｂを有する。同様に、発熱抵抗体２２３Ｅは、互いに間隔を隔てて並設された複数の帯状部２２３ｂを有する。
【００８６】
各帯状部２２２ｂおよび各帯状部２２３ｂは、それぞれ、Ｘ軸方向に沿って延在している。
このような複数の帯状部２２２ｂおよび複数の帯状部２２３ｂは、互いに対応して対向している。すなわち、複数の帯状部２２２ｂおよび複数の帯状部２２３ｂは、基板２２１を介して対称となるように設けられている。
【００８７】
このような発熱抵抗体２２２Ｅ、２２３Ｅは、複数の帯状部２２２ｂ、２２３ｂの幅、ピッチ、長さ等に応じて発熱量や発熱分布等を設定することができる。
このヒーター２２Ｅでは、基板２２１を介して対向する帯状部２２２ｂおよび帯状部２２３ｂは、通電により流れる電流の方向が互いに逆方向となる。これにより、発熱抵抗体２２２Ｅから生じた磁場と発熱抵抗体２２３Ｅから生じた磁場とを互いに相殺させることができる。
【００８８】
また、ヒーター２２Ｅは、図１３にて矢印で示すように、互いに隣り合う帯状部２２２ｂに流れる電流の方向が互いに逆方向となるとともに、互いに隣り合う帯状部２２３ｂに流れる電流の方向が互いに逆方向となるように構成されている。これにより、互いに隣り合う帯状部から生じた磁場を互いに相殺させることができる。より具体的には、互いに隣り合う帯状部２２２ｂから生じた磁場のＹ軸方向成分同士を互いに相殺させることができる。また、磁場のＺ軸方向成分同士もほぼ互いに相殺させることができる。
以上説明したような第６実施形態に係るガスセルユニット２Ｅによっても、周波数精度を向上させることができる。
以上説明したような原子発振器は、各種電子装置に組み込むことができる。以下、本発明の原子発振器を備える電子装置の応用例を説明する。
【００８９】
図１４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システム構成概要図である。
図１４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。
【００９０】
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。
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。
【００９１】
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。
以上、本発明のガスセルユニット、原子発振器および電子装置について、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。
【００９２】
また、本発明のガスセルユニットおよび原子発振器では、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、本発明のガスセルユニットおよび原子発振器は、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。
【００９３】
例えば、前述した実施形態では、ガスセルユニットに備えられた２つのヒーター（第１ヒーター、第２ヒーター）は互いに同じ構成である場合を説明したが、ガスセルユニットが２つのヒーターを有する場合、一方のヒーターと他方のヒーターとが異なる構成であってもよい。
また、ガスセル２１の大きさ、用いるアルカリ金属の種類、ヒーターの発熱量等によっては、ヒーター２２、２３のいずれか一方を省略してもよい。また、ガスセルユニットが備えるヒーターの数は、３つあるいは５つ以上であってもよい。
また、前述した実施形態では、２つの温度センサーを設けた場合を説明したが、温度センサーの数は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１‥‥原子発振器  ２‥‥ガスセルユニット  ２Ａ‥‥ガスセルユニット  ２Ｂ‥‥ガスセルユニット  ２Ｃ‥‥ガスセルユニット  ２Ｄ‥‥ガスセルユニット  ２Ｅ‥‥ガスセルユニット  ３‥‥光出射部  ４‥‥光検出部  ５‥‥制御部  ２１‥‥ガスセル  ２２‥‥ヒーター  ２２Ａ‥‥ヒーター  ２２Ｂ‥‥ヒーター  ２２Ｃ‥‥ヒーター  ２２Ｄ‥‥ヒーター  ２２Ｅ‥‥ヒーター  ２３‥‥ヒーター  ２３Ａ‥‥ヒーター  ２３Ｂ‥‥ヒーター  ２３Ｃ‥‥ヒーター  ２３Ｄ‥‥ヒーター  ２３Ｅ‥‥ヒーター  ２４‥‥温度センサー  ２５‥‥温度センサー  ２６‥‥コイル  ５１‥‥周波数制御回路  ５２‥‥温度制御回路  ５３‥‥磁場用電源回路  ２１１‥‥板状部  ２１２‥‥板状部  ２１３‥‥スペーサー  ２２１‥‥基板  ２２２‥‥発熱抵抗体  ２２２Ｂ‥‥発熱抵抗体  ２２２Ｃ‥‥発熱抵抗体  ２２２Ｄ‥‥発熱抵抗体  ２２２Ｅ‥‥発熱抵抗体  ２２２ａ‥‥帯状部  ２２２ｂ‥‥帯状部  ２２３‥‥発熱抵抗体  ２２３Ｂ‥‥発熱抵抗体  ２２３Ｃ‥‥発熱抵抗体  ２２３Ｄ‥‥発熱抵抗体  ２２３Ｅ‥‥発熱抵抗体  ２２３ａ‥‥帯状部  ２２３ｂ‥‥帯状部  ２２４‥‥導体部  ２２４Ｄ‥‥導体部  ２２５‥‥電極  ２２５Ｂ‥‥電極  ２２５Ｃ‥‥電極  ２２６‥‥電極  ２２６Ｂ‥‥電極  ２２６Ｃ‥‥電極  ２２７Ｂ‥‥電極  ２２７Ｃ‥‥電極  ２２８Ｂ‥‥電極  ２２８Ｃ‥‥電極  ２３１‥‥基板  ２３２‥‥発熱抵抗体  ２３２Ｂ‥‥発熱抵抗体  ２３２Ｃ‥‥発熱抵抗体  ２３２Ｄ‥‥発熱抵抗体  ２３３‥‥発熱抵抗体  ２３３Ｂ‥‥発熱抵抗体  ２３３Ｃ‥‥発熱抵抗体  ２３３Ｄ‥‥発熱抵抗体  ２３４‥‥導体部  ２３５‥‥電極  ２３５Ｂ‥‥電極  ２３５Ｃ‥‥電極  ２３６‥‥電極  ２３６Ｂ‥‥電極  ２３６Ｃ‥‥電極  ２７１‥‥基板  ２７２‥‥基板  ２７３‥‥基板  ２７４‥‥基板  ２７５‥‥基板  ２７６‥‥基板  ａ１‥‥矢印  ａ２‥‥矢印  ｂ１‥‥矢印  ｂ２‥‥矢印  Ｓ‥‥空間  ω０‥‥周波数  ω１‥‥周波数  ω２‥‥周波数  １００‥‥測位システム  ２００‥‥ＧＰＳ衛星  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  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
【図１】
0005655647.tif 000002
【図２】
0005655647.tif 000003
【図３】
0005655647.tif 000004
【図４】
0005655647.tif 000005
【図５】
0005655647.tif 000006
【図６】
0005655647.tif 000007
【図７】
0005655647.tif 000008
【図８】
0005655647.tif 000009
【図９】
0005655647.tif 000010
【図１０】
0005655647.tif 000011
【図１１】
0005655647.tif 000012
【図１２】
0005655647.tif 000013
【図１３】
0005655647.tif 000014
【図１４】
0005655647.tif 000015