[发明专利]原子振荡器用光学模块以及原子振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及原子振荡器用光学模块以及原子振荡器。

背景技术

近年来，提出利用了作为量子干涉效应之一的CPT(Coherent Population Trapping，相干布居陷俘)的原子振荡器的方案，期待实现装置的小型化以及低耗电化。利用了CPT的原子振荡器，是利用了以下现象的振荡器，即，如果向碱金属原子同时照射波长(频率)相互不同的2个共振光，则2个共振光的吸收停止的现象(EIT现象：Electromagnetically Induced Transparency，电磁感应透明)。例如，在专利文献1中记载有以下构成的原子振荡器，即，作为利用了CPT的原子振荡器构成为包括光学模块，该光学模块具有发出相干光的光源、封入了碱金属原子的气室和检测透过气室后的光的强度的受光元件。

在利用了CPT的原子振荡器中，例如使用半导体激光器作为光源。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，使从半导体激光器射出的光产生边带，从而使EIT现象显现。

专利文献1：日本特开2009-89116号公报

但是，在从被调制过驱动电流的半导体激光器射出的光中，不仅包含边带，还包含具有无助于EIT现象的中心波长的基波(载波)。如果向碱金属原子照射该基波，则碱金属原子吸收的光的波长(频率)发生变化(AC Stark Effect，交流斯塔克效应)，有时会使原子振荡器的频率的稳定性降低。

发明内容

本发明的几种方式的目的之一在于，提供一种可以获得频率稳定性高的原子振荡器的原子振荡器用光学模块。另外，本发明的几种方式的目的之一在于，提供具有上述原子振荡器用光学模块的原子振荡器。

本发明所涉及的原子振荡器用光学模块，是利用量子干涉效应的原子振荡器用光学模块，该原子振荡器用光学模块包括：光源，其射出包含具有规定波长的基波以及该基波的边带的光；波长选择部，其被射入来自上述光源的光，并使该射入的光中的上述边带透过；气室，该气室中封入了碱金属气体，且该气室被透过上述波长选择部后的光照射；以及检测部，其对向上述气室照射的光中透过上述气室的光后的强度进行检测，上述波长选择部具有：光纤布拉格光栅、以及控制上述光纤布拉格光栅的温度的温度控制部。

根据这样的原子振荡器用光学模块，波长选择部能够减少来自光源的光中所包含的基波的强度或者使基波消失。由此，能够抑制或者防止向碱金属原子照射无助于EIT现象的基波。因此，能够抑制由AC斯塔克效应引起的频率变动，从而能够提供频率稳定性高的振荡器。此外，波长选择部由于具有用于控制光纤布拉格光栅的温度的温度控制部，因此能够利用热光效应使光纤光栅的波长选择特性(光纤光栅选择的波长范围)发生变化。由此，波长选择部能够修正由制造误差、环境变化等造成的光纤布拉格光栅的波长选择特性的偏差。

在本发明所涉及的原子振荡器用的光学模块中，上述温度控制部具有呈现规定电阻值的电阻，能够通过控制流过上述电阻的电流来控制上述光纤布拉格光栅的温度。

根据这样的原子振荡器用光学模块，能够使波长选择部形成为简单的结构。

在本发明所涉及的原子振荡器用光学模块中，上述光源可以是面发射激光器。

根据这样的原子振荡器用光学模块，面发射激光器与边发射激光器相比，由于用于使增益产生的电流较少，因此能够实现低耗电化。

在本发明所涉及的原子振荡器用光学模块中，可以具有使从上述光源射出的光射入上述光纤布拉格光栅的光学元件。

根据这样的原子振荡器用光学模块，能够高效地将从光源射出的光导入光纤布拉格光栅。

本发明所涉及的原子振荡器，包括本发明所涉及的原子振荡器用光学模块。

这样的原子振荡器，由于包括本发明所涉及的原子振荡器用光学模块，所以能够抑制由AC斯塔克效应引起的频率变动，能够提高频率稳定性。

本发明所涉及的原子振荡器，是利用量子干涉效应的原子振荡器，该原子振荡器包括：光源，其射出包含具有规定波长的基波以及该基波的边带的光；波长选择部，其被射入来自上述光源的光，并使该射入的光中的上述边带透过；气室，该气室中封入了碱金属气体，且该气室被透过上述波长选择部后的光照射；以及检测部，其对向上述气室照射的光中透过上述气室后的光的强度进行检测，上述波长选择部具有：光纤布拉格光栅、以及控制上述光纤布拉格光栅的温度的温度控制部。