[发明专利]光学模块和原子振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及光学模块和原子振荡器。

背景技术

近年来，提出有利用量子干涉效应之一的CPT(Coherent Population Trapping：相干布居陷俘)的原子振荡器，但人们期待装置的小型化或低功耗化。利用了CPT的原子振荡器是利用波长(频率)彼此不同的2个谐振光同时照射到碱金属原子上，停止2个谐振光的吸收的现象(EIT现象：Electromagnetically Induced Transparency：电磁感应透明)的振荡器。例如，作为利用CPT的原子振荡器在专利文献1中公开有包括如下的光学模块的原子振荡器，该光学模块具有用于产生相干光的光源、用于密封碱金属原子的气体单元和检测透过了气体单元的光的强度的光接收元件。

在利用CPT的原子振荡器中，作为光源例如使用半导体激光器。在使用半导体激光器作为光源的原子振荡器中，例如，通过调制半导体激光器的驱动电流，使自半导体激光器射出的光产生边带，发生电磁感应透明(EIT)现象。

专利文献1：日本特开2009-89116号公报

发明内容

但是，在驱动电流被调制后的半导体激光器所射出的光中不仅包含边带，还包含基波(载波)，该基波具有对EIT现象没有贡献的中心波长。在该基波照射到碱金属原子上时，碱金属原子所吸收的光的波长(频率)变化(AC斯塔克效应)，使原子振荡器的频率的稳定性降低。

本发明以下几个实施方式的目的之一是提供一种可以得到频率稳定性高的原子振荡器的光学模块。另外，本发明以下几个实施方式的目的之一是提供具有上述光学模块的原子振荡器。

本发明的光学模块是利用量子干涉效应的原子振荡器的光学模块，其包括：

光源，其产生第一光，该第一光包含：具有中心波长的基波和具有互不相同波长的第一边带(side lobe：旁瓣)和第二边带(side lobe：旁瓣)；

波长选择机构，其通过选择上述第一光的上述第一边带和上述第二边带并使其透过而射出第二光；

气体单元，其密封碱金属气体，被照射上述第二光；及

光检测机构，其检测透过上述气体单元后的上述第二光的强度。

根据这样的光学模块，波长选择机构能够使第一光的基波的强度减弱或者基波消失。由此，能够抑制或防止对EIT现象没有贡献的基波照射到碱金属原子的情况。因此，能够抑制由AC斯塔克效应产生的频率变动，提供频率稳定性高的振荡器。

在本发明的光学模块中，上述波长选择机构可以是标准具。

根据这样的光学模块，能够由简单的结构形成波长选择机构。

本发明的光学模块中，

上述标准具可以具有：

相互对置的第一反射镜和第二反射镜，其反射上述第一光；和

基板，其被配置在上述第一反射镜和上述第二反射镜之间，

上述基板的材质是化合物半导体。

根据这样的光学模块，能够减小第一反射镜和第二反射镜之间的距离，实现装置的小型化。

本发明的光学模块中，

还可以包括基体，

上述基体的材质是化合物半导体，

上述光源是半导体激光器，

上述标准具和上述光源被形成于基体上。

根据这样的光学模块，由于标准具和光源被形成于相同的基体上，所以能够实现装置的小型化。

本发明的光学模块中，

上述标准具的上述基板可以具有自上述基体侧开始按顺序形成的第一层、第二层和第三层，

上述第一层的折射率和上述第三层的折射率比上述第二层的折射率小，

使上述第二层传播上述第一光。

根据这样的光学模块，可以将基板作为光波导路径。因此，能够控制自波长选择机构射出的第二光的光束直径，能够使第二光高效地照射到气体单元。

本发明的光学模块中，上述光源可以是边发射型激光器。

根据这样的光学模块，通过控制构成边发射型激光器的层的膜厚，可以进行光源(边发射型激光器)和波长选择机构之间的定位(alignment)。并且，例如，不需要光学元件，该光学元件用于使第一光入射到被形成于相同的基体上的波长变换机构。因此，能够提高光源和波长选择机构之间的定位(alignment)精度。

在本发明的光学模块中，上述光源可以是面发射型激光器。

根据这样的光学模块，由于面发射型激光器与边发射型激光器相比，用于产生增益的电流少，所以能够实现低功耗化。