[發明專利]量子干涉裝置、原子振蕩器、電子設備以及移動體

在審

• 申請號: 201710442515.0
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107592112A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 橋幸弘
• 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: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 李輝,鄧毅

技術領域

本發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

長期以來，作為具有高精度的振蕩特性的振蕩器，公知有基于銣、銫等堿金屬的原子的能量躍遷而進行振蕩的原子振蕩器。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 Population Trapping(相干布居俘獲))的方式。其中，特別地，利用了CPT的方式的原子振蕩器容易實現小型化以及低功耗化，因此，近年來，期待將該利用了CPT的方式的原子振蕩器搭載于各種各樣的設備。

例如，日本特開2014-157987號公報的原子振蕩器具有：單元部，其包含光源、原子室、加熱器等并且產生量子干涉效應；封裝，其收納單元部；以及支承部件，其在封裝內將單元部支承于封裝。在該原子振蕩器中，通過抑制熱從單元部經由支承部件傳遞到封裝，實現了節電化。

但是，以往，當僅采用了像日本特開2014-157987號公報的原子振蕩器那樣盡可能提高了絕熱性的封裝構造時，存在當外部環境溫度變高時，頻率穩定度下降的問題。在利用了CPT的方式的原子振蕩器中，一般情況下，使用Vcsel(Vertical Cavity Surface Emitting Laser：垂直空腔表面發射激光器)作為光源，但產生該問題是由于：因光源本身的發熱而導致光源的溫度上升，伴隨于此，光源的波長變動。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠發揮良好的頻率特性的量子干涉裝置以及原子振蕩器，此外，提供具有該量子干涉裝置的電子設備以及移動體。

上述目的通過下述本應用例來達成。

本應用例的量子干涉裝置具有：原子室模塊，其包含封入有堿金屬的原子室、射出對所述堿金屬進行激勵的光的光源、對所述原子室和所述光源進行加熱的加熱器；封裝，其收納所述原子室模塊；以及控制部，其對所述加熱器的驅動進行控制，使得所述光源成為設定溫度，當設所述原子室模塊與所述封裝之間的熱阻為R[℃/W]、所述設定溫度為Tv[℃]、設定為比所述設定溫度低的值的使用環境溫度的上限值為Tout[℃]、所述光源的發熱量為Qv[W]時，滿足R≤(Tv-Tout)/Qv的關系。

根據這樣的量子干涉裝置，即使使用環境溫度(封裝的外部的溫度)為接近光源的設定溫度的高溫，也使因光源的發熱而產生的熱釋放到封裝，降低光源的伴隨著溫度上升的波長變動，其結果，能夠發揮良好的頻率特性。

在本應用例的量子干涉裝置中，優選的是，所述原子室模塊具有：支承部件，其配置于所述原子室與所述封裝之間；以及撓性的布線基板，其包含將所述光源與所述封裝電連接的布線，所述支承部件的熱阻比所述布線基板的熱阻。

相比于布線基板，支承部件容易相對于光源對稱配置。因此，通過使支承部件的熱阻比布線基板的熱阻小，與使支承部件的熱阻比布線基板的熱阻大的情況相比，能夠使因光源的發熱而產生的熱均勻地釋放到封裝。其結果，能夠可靠地降低量子干涉裝置的特性劣化。

在本應用例的量子干涉裝置中，優選的是，當設所述原子室模塊與所述封裝之間的基于固體熱傳導的熱阻為R1[℃/W]、所述原子室模塊與所述封裝之間的基于輻射的熱阻為R2[℃/W]時，R1/R2為0.5以上2.0以下。

由此，能夠實現原子室模塊內的溫度分布的均勻化。

在本應用例的量子干涉裝置中，優選的是，所述R1比所述R2小。

由此，能夠使因光源的發熱而產生的熱容易并且適度地釋放到封裝。

在本應用例的量子干涉裝置中，優選的是，所述R1比所述R2大。

由此，例如，通過使原子室的一部分的溫度降低，能夠有意地使液體狀或者固體的堿金屬貯存于這一部分。

在本應用例的量子干涉裝置中，優選的是，所述原子室模塊具有：撓性的第1布線基板，其包含將所述光源與所述封裝電連接的第1布線；光檢測部，其對所述光進行檢測；以及撓性的第2布線基板，其包含將所述光檢測部與所述封裝電連接的第2布線，所述第1布線的熱阻比所述第2布線的熱阻小。

由此，能夠使因光源的發熱而產生的熱容易并且適度地釋放到封裝。

在本應用例的量子干涉裝置中，優選的是，所述R在3000[℃/W]以上。

由此，能夠使功耗變得極小(例如100mW以下)。

在本應用例的量子干涉裝置中，優選的是，所述封裝內的壓力為1Pa以下。