原子振蕩器用光學模塊以及原子振蕩器制造技術

本發(fā)明專利技術涉及原子振蕩器用光學模塊以及原子振蕩器。利用量子干涉效應的原子振蕩器用光學模塊包括：光源，其射出包含具有規(guī)定波長的基波、和該基波的邊帶的光；波長選擇部，其被射入來自所述光源的光，并使該射入的光中的所述邊帶透過；氣室，該氣室中封入了堿金屬氣體，且該氣室被照射透過所述波長選擇部的光；和光檢測部，其檢測向所述氣室照射的光中透過所述氣室后的光的強度，其中，所述波長選擇部具有光纖布拉格光柵和向所述光纖布拉格光柵施加電壓的電壓施加部。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及原子振蕩器用光學模塊以及原子振蕩器。
技術介紹
近年來，提出了利用作為量子干涉效應之一的CPT(Coherent PopulationTrapping，相干布居俘獲)的原子振蕩器的方案，人們期待著裝置的小型化、低耗電化。利用了 CPT的原子振蕩器是利用當同時向堿金屬原子照射波長(頻率)相互不同的2個共振光時，2個共振光的吸收停止的現(xiàn)象(EIT現(xiàn)象Electromagnetically Induced Transparency,電磁感應透明)的振蕩器。例如，在專利文獻I中記載了作為利用了 CPT的原子振蕩器構(gòu)成為包含光學模塊的原子振蕩器，該光學模塊具有發(fā)出相干光的光源、封入了堿金屬原子的氣室和檢測透過氣室后的光的強度的受光元件。在利用CPT的原子振蕩器中，例如使用半導體激光器作為光源。在使用半導體激光器作為光源的原子振蕩器中，例如，通過調(diào)制半導體激光器的驅(qū)動電流而使由半導體激光器射出的光產(chǎn)生邊帶，使EIT現(xiàn)象顯現(xiàn)。專利文獻I :日本特開2009-89116號公報但是，在從調(diào)制過驅(qū)動電流的半導體激光器射出的光中不僅含有邊帶，還含有具有無助于EIT現(xiàn)象的中心波長的基波(載波)。存在當該基波照射到堿金屬原子上時，堿金屬原子吸收的光的波長(頻率)發(fā)生變化(AC斯塔克效應)，使原子振蕩器的頻率的穩(wěn)定性降低的情況。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的幾個方式的目的之一在于，提供可以得到頻率穩(wěn)定性高的原子振蕩器的原子振蕩器用光學模塊。另外，本專利技術的幾個方式的目的之一在于，提供具有上述原子振蕩器用光學模塊的原子振蕩器。本專利技術的原子振蕩器用光學模塊是利用量子干涉效應的原子振蕩器用光學模塊，包括光源，其射出包含具有規(guī)定的波長的基波、和該基波的邊帶的光；波長選擇部，其被射入來自所述光源的光，并使該射入的光中所述邊帶透過；氣室，該氣室中封入了堿金屬氣體，且該氣室被照射透過所述波長選擇部的光；和光檢測部，其檢測向所述氣室照射的光中透過所述氣室的光的強度，其中，所述波長選擇部具有光纖布拉格光柵和向所述光纖布拉格光柵施加電壓的電壓施加部。根據(jù)這樣的原子振蕩器用光學模塊，波長選擇部能夠使來自光源的光所包含的基波的強度降低或者使基波消失。由此，能夠抑制或者防止無助于EIT現(xiàn)象的基波向堿金屬原子照射。因此，能夠抑制因AC斯塔克效應造成的頻率變動，能夠提供頻率穩(wěn)定性高的振蕩器。此外，波長選擇部具有向光纖布拉格光柵施加電壓用的電壓施加部，因此能夠通過電光效應使光纖布拉格光柵的波長選擇特性(光纖布拉格光柵選擇的波長范圍)變化。由此，波長選擇部能夠修正因制造誤差、環(huán)境變化等造成的光纖布拉格光柵的波長選擇特性的偏差。在本專利技術的原子振蕩器用光學模塊中，所述電壓施加部具有第I電極以及第2電極，所述光纖布拉格光柵能夠配置于所述第I電極與所述第2電極之間。根據(jù)這樣的原子振蕩器用光學模塊，能夠使波長選擇部形成簡單的構(gòu)成。在本專利技術的原子振蕩器用光學模塊中，所述光源能夠是面發(fā)射激光器。根據(jù)這樣的原子振蕩器用光學模塊，由于面發(fā)射激光器與邊發(fā)射激光器相比，用于使增益產(chǎn)生的電流小，因此能夠?qū)崿F(xiàn)低耗電化。 在本專利技術的原子振蕩器用光學模塊中，能夠還具有使從所述光源射出的光向所述光纖布拉格光柵射入的光學兀件。根據(jù)這樣的原子振蕩器用光學模塊，能夠?qū)⒐庠瓷涑龅墓飧咝实貙牍饫w布拉格光柵。本專利技術的原子振蕩器包含本專利技術的原子振蕩器用光學模塊。這樣的原子振蕩器包含本專利技術的原子振蕩器用光學模塊，因此，能夠抑制因AC斯塔克效應造成的頻率變動，能夠提高頻率穩(wěn)定性。本專利技術的原子振蕩器是利用量子干涉效應的原子振蕩器，包括光源，其射出包含具有規(guī)定波長的基波、和該基波的邊帶的光；波長選擇部，其被射入來自所述光源的光，并使該射入的光中的所述邊帶透過；氣室，該氣室中封入了堿金屬氣體，且該氣室被照射透過所述波長選擇部的光；和光檢測部，其檢測向所述氣室照射的光中透過所述氣室的光的強度，其中，所述波長選擇部具有光纖布拉格光柵和向所述光纖布拉格光柵施加電壓的電壓施加部。根據(jù)這樣的原子振蕩器，波長選擇部能夠使來自光源的光所包含的基波的強度降低或者使基波消失。由此，能夠抑制或者防止無助于EIT現(xiàn)象的基波向堿金屬原子照射。因此，能夠抑制因AC斯塔克效應造成的頻率變動，能夠提供頻率穩(wěn)定性高的振蕩器。此外，波長選擇部具有向光纖布拉格光柵施加電壓用的電壓施加部，因此能夠通過電光效應使光纖布拉格光柵的波長選擇特性(光纖布拉格光柵選擇的波長范圍)變化。由此，波長選擇部能夠修正因制造誤差、環(huán)境變化等造成的光纖布拉格光柵的波長選擇特性的偏差。附圖說明圖I是本實施方式的原子振蕩器的功能框圖。圖2(A)是表示堿金屬原子的Λ型3能級模型與第I邊帶以及第2邊帶的關系的圖，圖2(B)是表示由光源產(chǎn)生的第I光的頻譜的圖。圖3是表示從波長選擇部射出的第2光的頻譜的圖。圖4是表示本實施方式的原子振蕩器的構(gòu)成的框圖。圖5是示意地表示本實施方式的光學模塊的主要部分的立體圖。附圖標記的說明I原子振蕩器；2光學模塊；10光源；20波長選擇部；20a光纖布拉格光柵；20b電壓施加部；30氣室；40光檢測部；50控制部；110半導體激光器；120波長選擇裝置；120a光纖布拉格光柵；120b 電壓施加裝置；121第I電極；122第2電極；130氣室；140光檢測器；150電流驅(qū)動電路；160調(diào)制電路；170光學元件具體實施例方式下面，參照附圖對本專利技術的優(yōu)選的實施方式進行說明。首先，參照附圖對本實施方式的光學模塊以及原子振蕩器進行說明。本實施方式的原子振蕩器包含本實施方式的光學模塊。圖I是本實施方式的原子振蕩器I的功能框圖。原子振蕩器I是利用了量子干涉效應的振蕩器。原子振蕩器I包含光學模塊2和控制部50。光學模塊2包含光源10、波長選擇部20、氣室30和光檢測部40。光源10使第I光LI產(chǎn)生，該第I光LI包含具有規(guī)定的中心波長(中心頻率)的基波F ;和具有相互不同的波長的第I邊帶Wl以及第2邊帶W2。 波長選擇部20從第I光LI中選擇第I邊帶Wl以及第2邊帶W2，并將其作為第2光L2射出。波長選擇部20具有選擇規(guī)定的波長范圍的光并射出的光纖布拉格光柵(以下，也稱為“FBG”)20a和向FBG20a施加電壓用的電壓施加部20b。電壓施加部20b能夠通過向FBG20a施加電壓來使FBG20a選擇的波長范圍(波長選擇特性)變化。氣室30中封入了堿金屬氣體，并且向氣室30照射第2光L2。光檢測部40檢測透過氣室30后的第2光L2的強度?？刂撇?0基于光檢測部40的檢測結(jié)果進行控制，以便使第I邊帶Wl以及第2邊帶W2的波長(頻率)差與相當于封入氣室30中的堿金屬原子的2個基態(tài)能級的能量差的頻率相等。控制部50基于光檢測部40的檢測結(jié)果，使具有調(diào)制頻率fm的檢測信號產(chǎn)生。然后，光源10基于該檢測信號調(diào)制具有規(guī)定的頻率&的基波F，使具有頻率= f0+fffl的第I邊帶Wl以及具有頻率f2 = f0-fm的第2邊帶W2產(chǎn)生。圖2 (A)是表示堿金屬原子的Λ型3能級模型與第I邊帶Wl以及第2邊帶W2的關系的圖。圖2(B)是表示在光源10產(chǎn)生的第I光LI的頻譜的圖。如圖2⑶所示，在光源10產(chǎn)生的第I光LI包含具有中心頻率&( = ν/ λ 是光的速度本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
2011.03.14 JP 2011-0554331.一種原子振蕩器用光學模塊，其特征在于，是利用量子干涉效應的原子振蕩器用光學模塊，該原子振蕩器用光學模塊包括 光源，其射出包含具有規(guī)定波長的基波、和該基波的邊帶的光； 波長選擇部，其被入射來自所述光源的光，并使該射入的光中的所述邊帶透過； 氣室，該氣室中封入了堿金屬氣體，且該氣室被照射透過所述波長選擇部后的光；和 光檢測部，其檢測向所述氣室照射的光中透過所述氣室后的光的強度， 其中，所述波長選擇部具有 光纖布拉格光柵，和 電壓施加部，其向所述光纖布拉格光柵施加電壓。2.根據(jù)權利要求I所述的原子振蕩器用光學模塊，其特征在于， 所述電壓施加部具有第I電極以及第2電極， 所述光纖布拉格光柵配置在所述第I電極與所述第2電極之間。3....

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：西田哲朗，
申請(專利權)人：精工愛普生株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：