量子干涉裝置、原子振蕩器、電子設備以及移動體的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及量子干涉裝置、原子振蕩器、電子設備以及移動體。
【背景技術】
[0002]作為長期具有尚精度的振蕩特性的振蕩器，公知有基于働、艷等喊金屬的原子的能量躍迀而進行振蕩的原子振蕩器。
[0003]通常，原子振蕩器的工作原理大致分為利用光與微波的雙重共振現(xiàn)象的方式和利用基于波長不同的兩種光的量子干涉效應(CPT-Coherent Populat1n Trapping(相干布居俘獲))的方式。在這些方式中，利用量子干涉效應的原子振蕩器能夠比利用雙重共振現(xiàn)象的原子振蕩器更加小型化，因此近年來，被期待搭載到各種設備上(例如參照專利文獻I)。
[0004]例如，如專利文獻I公開的那樣，利用量子干涉效應的原子振蕩器具有:氣室，其封入有氣態(tài)的堿金屬；光源，其射出使氣室中的堿金屬進行共振的、由頻率的不同的兩種共振光構成的共振光對；以及光檢測器(受光部)，其檢測透過氣室的共振光對。在這樣的原子振蕩器中，在兩種共振光的頻率差為特定的值時，產(chǎn)生兩種共振光雙方不被氣室內的堿金屬吸收而透過的電磁感應透明(EIT:Electromagnetically Induced Transparency)現(xiàn)象。而且，在這樣的原子振蕩器中，利用光檢測器檢測伴隨該EIT現(xiàn)象而產(chǎn)生的陡峭的信號即EIT信號，并將該EIT信號作為基準信號來使用。
[0005]此處，出于提高短期頻率穩(wěn)定度觀點，EIT信號優(yōu)選線寬(半值寬度)小且強度高。因此，例如，在專利文獻I的原子振蕩器中，為了提高EIT信號的強度，使用了進行圓偏振的共振光對。
[0006]但是，在專利文獻I的原子振蕩器中，存在其效果不充分這樣的問題。
[0007]專利文獻1:日本特開2014_17824號公報

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠有效地提高EIT信號的強度的量子干涉裝置。此外，本發(fā)明的另一目的在于，提供一種具有該量子干涉裝置的原子振蕩器、電子設備以及移動體。
[0009]本發(fā)明是為了解決上述問題的至少一部分而完成的，其能夠作為以下的方式或者應用例來實現(xiàn)。
[0010][應用例I]
[0011]本發(fā)明的量子干涉裝置的特征在于，該量子干涉裝置具有:原子室，其封入有金屬；第I光源部，其射出包含共振光對的第I光，該共振光對彼此在同一方向上進行圓偏振且使所述金屬共振；第2光源部，其射出在與所述共振光對相反的方向上進行圓偏振的第2光；以及受光部，其接收通過了所述原子室的所述共振光對。
[0012]根據(jù)這樣的量子干涉裝置，除了彼此在同一方向上進行圓偏振的共振光對以外，還將在與共振光對相反的方向上進行圓偏振的共振光作為調整光照射到金屬，由此，能夠利用調整光來抵消或緩解共振光對導致的磁量子數(shù)分布的不均衡。因此，能夠減少金屬的磁量子數(shù)分布的不均衡。由此，增加對EIT有貢獻的期望的磁量子數(shù)的金屬原子的數(shù)量，其結果是，通過使用進行圓偏振的共振光對，能夠顯著地發(fā)現(xiàn)使EIT信號的強度提高的效果。因此，能夠有效地提高EIT信號的強度。
[0013][應用例2]
[0014]在本發(fā)明的量子干涉裝置中，優(yōu)選的是，所述第2光包含使所述金屬共振的共振光。
[0015]由此，能夠有效地調整金屬原子數(shù)的分布。
[0016][應用例3]
[0017]在本發(fā)明的量子干涉裝置中，優(yōu)選的是，所述共振光對為Dl線，所述共振光為D2線。
[0018]由此，能夠有效地提高EIT信號的強度。
[0019][應用例4]
[0020]在本發(fā)明的量子干涉裝置中，優(yōu)選的是，所述第2光的線寬大于所述共振光對的線寬。
[0021]如果采用該結構，由于調整光的線寬大于共振光對，因此，調整光能夠使大范圍的速度分布的金屬原子共振。因此，即使調整光的中心波長略有偏差，調整光也能夠使處于期望的速度的金屬原子共振。其結果是，不需要調整光的頻率控制，能夠使裝置結構簡化。
[0022][應用例5]
[0023]在本發(fā)明的量子干涉裝置中，優(yōu)選的是，所述第2光的波長偏離所述共振光對的波長。
[0024]由此，能夠減少調整光導致的不需要的信號的產(chǎn)生。
[0025][應用例6]
[0026]在本發(fā)明的量子干涉裝置中，優(yōu)選的是，在所述原子室內，所述第I光的強度小于所述第2光的強度。
[0027]由此，能夠有效地減少金屬的磁量子數(shù)的不均衡。
[0028][應用例7]
[0029]在本發(fā)明的量子干涉裝置中，優(yōu)選的是，所述第I光源部具有射出進行線偏振的光的第I光源，所述第2光源部具有射出進行線偏振的光的第2光源，所述第I光源部和所述第2光源部具有供來自所述第I光源和所述第2光源雙方的光通過的公共的λ /4波長板。
[0030]由此，能夠使裝置結構簡化。
[0031][應用例8]
[0032]在本發(fā)明的量子干涉裝置中，優(yōu)選的是，所述第I光的光軸與所述第2光的光軸彼此相交。
[0033]由此，能夠使裝置結構簡化。
[0034][應用例9]
[0035]在本發(fā)明的量子干涉裝置中，優(yōu)選的是，所述量子干涉裝置具有分離部，該分離部被配置在所述原子室與所述受光部之間，使所述第I光與所述第2光分離。
[0036]由此，能夠防止或減少受光部接收到調整光的情況。
[0037][應用例10]
[0038]在本發(fā)明的量子干涉裝置中，優(yōu)選的是，在所述原子室內，在所述第2光的通過區(qū)域內存在所述第I光的通過區(qū)域。
[0039]由此，能夠有效地減少金屬的磁量子數(shù)分布的不均衡。
[0040][應用例11]
[0041 ] 在本發(fā)明的量子干涉裝置中，優(yōu)選的是，所述第2光源部具有用于生成所述第2光的發(fā)光二極管。
[0042]由此，能夠以比較的簡單的結構，生成線寬較大的調整光。
[0043][應用例12]
[0044]在本發(fā)明的量子干涉裝置中，優(yōu)選的是，所述第2光源部具有:射出非偏振光的光源；以及被入射來自所述光源的光的偏振鏡。
[0045]由此，能夠以比較的簡單的結構，生成線寬較大的調整光。
[0046][應用例13]
[0047]在本發(fā)明的量子干涉裝置中，優(yōu)選的是，所述原子室具有I對窗部和主體部，該主體部被配置在所述I對窗部之間，與所述I對窗部一同構成封入有所述金屬的內部空間，所述第2光透過所述主體部而入射到所述內部空間。
[0048]由此，能夠防止或減少受光部接收到調整光的情況。
[0049][應用例14]
[0050]本發(fā)明的量子干涉裝置的特征在于，通過向金屬分別照射彼此在同一方向上進行圓偏振的共振光對和在與所述共振光對相反的方向上進行圓偏振的共振光，減少所述金屬的磁量子數(shù)分布的不均衡，產(chǎn)生磁感應透明現(xiàn)象。
[0051]根據(jù)這樣的量子干涉裝置，除了彼此在同一方向上進行圓偏振的共振光對以外，還將在與共振光對相反的方向上進行圓偏振的共振光作為調整光照射到金屬，由此，能夠利用調整光來抵消或緩解共振光對導致的磁量子數(shù)分布的不均衡。因此，能夠減少金屬的磁量子數(shù)分布的不均衡。由此，增加有助于EIT的期望的磁量子數(shù)的金屬原子的數(shù)量，其結果是，通過使用進行圓偏振的共振光對，能夠顯著地發(fā)現(xiàn)使EIT信號的強度提高的效果。因此，能夠有效地提高EIT信號的強度。
[0052][應用例15]
[0053]本發(fā)明的量子干涉裝置的特征在于，該量子干涉裝置具有:原子室，其封入有金屬；第I光源部，其射出包含使所述金屬共振的共振光對的第I光；第2光源部，其射出包含調整所述金屬的磁量子數(shù)的共振光的第2光；以及受光部，其接收通過了所述原子室的所述共振光對。
[0054]根據(jù)這樣的量子干涉裝置，除了彼此在同一方向上進行圓偏振的共振光對以外，還將在與共振光對相反的方向上進行圓偏振的共振光作為調整光照射到金屬，由此，能夠利用調整光來抵消或緩解共振光對導致的磁量子數(shù)分布的不均衡。因此，能夠減少金屬的磁量子數(shù)分布的不均衡。由此，增加有助于EIT的期望的磁量子數(shù)的金屬原子的數(shù)量，其結果是，通過使用進行圓偏振的共振光對，能夠顯著地發(fā)現(xiàn)使EIT信號的強度提高的效果。因此，能夠有效地提高EIT信號的強度。
[0055][應用例16]
[0056]本發(fā)明的原子振蕩器的特征在于，該原子振蕩器具有本發(fā)明的量子干涉裝置。
[0057]由此，可提供具有能夠有效地提高EIT信號的強度的量子干涉裝置的原子振蕩器。
[0058][應用例17]
[0059]本發(fā)明的電子設備的特征在于，該電子設備具有本發(fā)明的量子干涉裝置。
[0060]由此，可提供具有能夠有效地提高EIT信號的強度的量子干涉裝置的電子設備。
[0061][應用例18]
[0062]本發(fā)明的移動體的特征在于，該移動體具有本發(fā)明的量子干涉裝置。
[0063]由此，可提供能夠有效地提高EIT信號的強度的移動體。
【附圖說明】
[0064]圖1是示出本發(fā)明第I實施方式的原子振蕩器(量子干涉裝置)的概略圖。
[0065]圖2是用于簡略地說明堿金屬原子的能量狀態(tài)的圖。
[0066]圖3是示出從光源部射出的兩種光的頻率差與由受光部檢測出的光的強度之間的關系的曲線圖。
[0067]圖4是用于說明圖1所示的原子振蕩器具有的光源部的概略圖。
[0068]圖5是用于說明分別從圖4所示的光源部的第I光源部和第2光源部射出的光的圖。
[0069]圖6是圖5所示的原子室的橫剖視圖。
[0070]圖7是示出銫原子的能量狀態(tài)與共振光對(第I共振光、第2共振光)以及調整光(第3共振光)之間的關系的一例的圖。
[0071]圖8的(a)是示出向鈉原子照射σ +圓偏振的共振光的情況下的鈉原子的磁量子數(shù)的分布的圖。圖8的(b)是示出向鈉原子照射圓偏振的共振光的情況下的鈉原子的磁量子數(shù)的分布的圖。
[0072]圖9的(a)是示出向銫原子僅照射共振光對的情況下的銫原子的磁量子數(shù)的分布的圖。圖9的(b)是示出向銫原子照射共振光對和調整光的情況下的銫原子的磁量子數(shù)的分布的圖。
[0073]圖10是示出調整光的有無導致的EIT信號的不同的曲線圖。
[0074]圖11是用于說明分別從本發(fā)明第I實施方式的變形例的光源部的第I光源部和第2光源部射出的光的圖。
[0075]圖12是示出本發(fā)明第2實施方式的原子振蕩器(量子干涉裝置)的概略圖。
[0076]圖13是用于說明分別從圖