[發(fā)明專利]原子振蕩器、電子設備、移動體及原子振蕩器的制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410460576.6
• 申請日: 2014-09-11
• 公開（公告）號: CN104518790A
• 公開（公告）日: 2015-04-15
• 發(fā)明（設計）人: 久保聰;吉田啟之;林暢仁;石原直樹;田中孝明
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: H03L7/26
• 分類號: H03L7/26
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權代理有限公司11127
• 代理人: 李輝;于英慧

技術領域

本發(fā)明涉及原子振蕩器、電子設備、移動體以及原子振蕩器的制造方法。

背景技術

如圖12所示，作為堿金屬原子的一種的銫原子具有6S_1/2的基態(tài)能級和6P_1/2、6P_3/2這兩個激勵能級，并且，6S_1/2、6P_1/2、6P_3/2的各能級具有分裂成多個能量能級的超細微構造。具體而言，6S_1/2具有F＝3、4這兩個基態(tài)能級，6P_1/2具有F’＝3、4這兩個激勵能級，6P_3/2具有F’＝2、3、4、5這4個激勵能級。

例如，處于6S_1/2的F＝3的基態(tài)能級的銫原子能夠通過吸收D2線而躍遷到6P_3/2的F’＝2、3、4中的任意一個激勵能級，但是不能躍遷到F’＝5的激勵能級。處于6S_1/2的F＝4的基態(tài)能級的銫原子能夠通過吸收D2線而躍遷到6P_3/2的F’＝3、4、5中的任意一個激勵能級，但是不能躍遷到F’＝2的激勵能級。這些是基于假定了電偶極躍遷的情況下的躍遷選擇規(guī)則的。相反，處于6P_3/2的F’＝3、4中的任意一個激勵能級的銫原子能夠發(fā)射D2線而躍遷到6S_1/2的F＝3或者F＝4的基態(tài)能級(初始基態(tài)能級或者另一基態(tài)能級中的任意一個)。此處，由6S_1/2的F＝3、4這兩個基態(tài)能級和6P_3/2的F’＝3、4中的任意一個激勵能級構成的三能級(由兩個基態(tài)能級和1個激勵能級構成)由于能夠通過吸收/發(fā)射D2線進行Λ型躍遷，因此被稱作Λ型三能級。同樣，由6S_1/2的F＝3、4這兩個基態(tài)能級和6P_1/2的F’＝3、4中的任意一個激勵能級構成的三能級由于能夠通過吸收/發(fā)射D1線進行Λ型躍遷而形成Λ型三能級。

與此相對，處于6P_3/2的F’＝2的激勵能級的銫原子在發(fā)射D2線后必定躍遷到6S_1/2的F＝3的基態(tài)能級(初始基態(tài)能級)，同樣，處于6P_3/2的F’＝5的激勵能級的銫原子在發(fā)射D2線后必定躍遷到6S_1/2的F＝4的基態(tài)能級(初始基態(tài)能級)。即，由6S_1/2的F＝3、4這兩個基態(tài)能級和6P_3/2的F’＝2或者F’＝5的激勵能級構成的三能級，由于不能通過吸收/發(fā)射D2線進行Λ型躍遷，因此不能形成Λ型三能級。另外，公知有銫原子以外的堿金屬原子也同樣具有形成Λ型三能級的兩個基態(tài)能級和激勵能級。

此外，公知有在對氣體狀的堿金屬原子同時照射具有與形成Λ型三能級的第1基態(tài)能級(在銫原子的情況下為6S_1/2的F＝3的基態(tài)能級)和激勵能級(在銫原子的情況下，例如為6P_3/2的F’＝4的激勵能級)之間的能量差對應的頻率(振動數(shù))的共振光(記作共振光1)、以及具有與第2基態(tài)能級(在銫原子的情況下為6S_1/2的F＝4的基態(tài)能級)和激勵能級之間的能量差對應的頻率(振動數(shù))的共振光(記作共振光2)時，會成為兩個基態(tài)能級重合的狀態(tài)、即量子相干性狀態(tài)(暗狀態(tài))而引起朝激勵能級的激勵停止的電磁感應透明(EIT：Electromagnetically?Induced?Transparency)現(xiàn)象(有時也稱作CPT(Coherent?Population?Trapping：相干布居俘獲))。引起該EIT現(xiàn)象的共振光對(共振光1和共振光2)的頻率差和與堿金屬原子的兩個基態(tài)能級的能量差ΔE₁₂對應的頻率準確地一致。例如，由于銫原子的與兩個基態(tài)能級的能量差對應的頻率是9.192631770GHz，因此，在對銫原子同時照射頻率差為9.192631770GHz的D1線或者D2線這2種激光時，會產(chǎn)生EIT現(xiàn)象。