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公開番号2025152436
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024054331
出願日2024-03-28
発明の名称原子発振器、制御方法、制御装置、プログラム
出願人日本電気株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01S 1/06 20060101AFI20251002BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】磁気光学トラップ型の原子発振器の低コスト化及び小型化を図ること。
【解決手段】本開示の原子発振器は、アルカリ金属原子が封入されたガラスセル1に対して、第一レーザー光を複数の方向から照射する第一レーザー装置20と、第二レーザー光を照射する第二レーザー装置30と、を備え、1つの方向の第一レーザー光Laと第二レーザー光L2とが、同一の光路にてガラスセル1に入射されるよう構成されている。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
アルカリ金属原子が封入されたガラスセルに対して、第一レーザー光を複数の方向から照射する第一レーザー装置と、第二レーザー光を照射する第二レーザー装置と、を備え、
１つの方向の前記第一レーザー光と前記第二レーザー光とが、同一の光路にて前記ガラスセルに入射されるよう構成されている、
原子発振器。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
請求項１に記載の原子発振器であって、
前記ガラスセルを透過した透過光を検出する光検出器を備え、
前記透過光の光路に、前記第一レーザー光は透過させず、前記第二レーザー光を前記光検出器に対して透過させる光学素子を配置した、
原子発振器。
【請求項３】
請求項２に記載の原子発振器であって、
前記透過光の光路に配置された前記光学素子は、前記第一レーザー光を前記ガラスセル側に反射し、前記第二レーザー光を前記光検出器に対して透過させるよう構成されている、
原子発振器。
【請求項４】
請求項１に記載の原子発振器であって、
１つの前記第一レーザー光と前記第二レーザー光とを相互に異なる光路から入射させると共に、前記１つの第一レーザー光を反射させ、前記第二レーザー光を透過させることにより、同一の光路の前記１つの方向の前記第一レーザー光と前記第二レーザー光とに合波する合波部を備えた、
原子発振器。
【請求項５】
請求項１に記載の原子発振器であって、
前記第一レーザー装置から照射した前記第一レーザー光を、前記ガラスセルに対して複数の方向から入射される複数の前記第一レーザー光に分岐する分岐部と、
分岐した１つの前記第一レーザー光と前記第二レーザー光とを相互に異なる光路から入射させると共に、前記１つの第一レーザー光を反射させ、前記第二レーザー光を透過させることにより、同一の光路の前記１つの方向の前記第一レーザー光と前記第二レーザー光とに合波する合波部と、
を備えた、
原子発振器。
【請求項６】
請求項１に記載の原子発振器であって、
前記第一レーザー装置から照射した前記第一レーザー光を、前記ガラスセルに対して複数の方向から入射される複数の前記第一レーザー光に分岐すると共に、分岐した１つの前記第一レーザー光の方向に向かって前記第二レーザー光を入射させて透過させることにより、同一の光路の前記１つの方向の前記第一レーザー光と前記第二レーザー光とに合波する合波部を備えた、
原子発振器。
【請求項７】
請求項１に記載の原子発振器であって、
前記１つの方向の前記第一レーザー光と前記第二レーザー光とが、同一の光路にて前記ガラスセルの平面に対して垂直に入射されるよう構成されている、
原子発振器。
【請求項８】
請求項１に記載の原子発振器であって、
第一レーザー装置は、前記アルカリ金属原子の捕獲を行うための前記第一レーザー光を複数の方向から照射し、
前記第二レーザー装置は、共鳴周波数測定のための前記第二レーザー光を照射する、
原子発振器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子発振器、制御方法、制御装置、プログラムに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
原子発振器は、原子の固有周波数を基準にして正確な時間を測定する装置である。小型の原子時計では、アルカリ金属原子ガスに２つの周波数の励起光を照射した際に生じる量子干渉効果であるＣＰＴ（ＣｏｈｅｒｅｎｔＰｏｐｕｌａｔｉｏｎＴｒａｐｐｉｎｇ）を原子発振器の発振原理として利用して、原子の固有周波数を測定している。ＣＰＴでは、２つの励起光の周波数の差がアルカリ金属の基底準位間の遷移周波数に一致したときに、励起光の吸収が起こらずに透過光量が増加する。このため、ＣＰＴを動作原理とする原子発振器では、２つの励起光の周波数の差を掃引し、透過光量が最大となる周波数の差である共鳴周波数を原子の固有周波数としている。この原子の固有周波数を長期間にわたって安定して取得できるかどうかが、原子発振器の性能指標の一つとなる。
【０００３】
ここで、ＣＰＴ型の原子発振器においては、ＣＰＴ共鳴の線幅が周波数確度に寄与する。このため、特許文献１に記載のように、線幅を狭窄化する磁気光学トラップ型の原子発振器が知られている。具体的に、磁気光学トラップ型の原子発振器では、アルカリ金属ガスを含むガラスセル中に四重極磁場を発生させ、その中心に対して６方向から特定の円偏光のレーザー光を照射させて、原子集団の空間的な捕獲を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１４１４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したように磁気光学トラップ型の原子発振器では、複数の光軸方向からレーザー光を照射させる必要があるため、使用する治具や光学素子の数が増加し、ガラスセルの形状が複雑化し、さらにはガラス両面に反射防止膜コートが必要となるなど、低コスト及び小型化が困難となる、という問題が生じる。
【０００６】
このため、本開示の目的は、上述した課題である、磁気光学トラップ型の原子発振器において低コスト化及び小型化が困難である、ことを解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一形態である原子発振器は、
アルカリ金属原子が封入されたガラスセルに対して、第一レーザー光を複数の方向から照射する第一レーザー装置と、第二レーザー光を照射する第二レーザー装置と、を備え、
１つの方向の前記第一レーザー光と前記第二レーザー光とが、同一の光路にて前記ガラスセルに入射されるよう構成されている、
という構成をとる。
【発明の効果】
【０００８】
本開示は、以上のように構成されることにより、磁気光学トラップ型の原子発振器において低コスト化及び小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示における原子発振器の構成を示す図である。
本開示における原子発振器の構成を示す図である。
本開示における原子発振器の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜実施形態１＞
本開示の第１の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、図面はいずれの実施形態においても関連しうる。
（【００１１】以降は省略されています）

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