光學(xué)模塊以及原子振蕩器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)模塊以及原子振蕩器。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，提出了一種利用量子干涉效應(yīng)之一的CPT(Coherent Populat1nTrapping:相干布居俘獲)的原子振蕩器，期待裝置的小型化、低消耗電力化。利用了 CPT的原子振蕩器是利用了若對堿金屬原子照射具有不同的兩種波長(頻率)的相干光，則相干光的吸收就會停止即電磁誘導(dǎo)透明現(xiàn)象(EIT現(xiàn)象:Electromagnetically InducedTransparency)的振蕩器。
[0003]例如，在專利文獻(xiàn)I中公開了如下的原子振蕩器，即，為了提高EIT現(xiàn)象的顯現(xiàn)概率，該原子振蕩器將從光源射出的共振光通過λ /4板轉(zhuǎn)換為圓偏振光，并向密封有堿金屬原子的氣室照射該圓偏振光。通過向氣室照射圓偏振光的光線，能夠在堿金屬原子與圓偏振光的光線之間引起相互作用，提高堿金屬原子存在于磁量子數(shù)％ = O的基態(tài)能級的概率。由此，能夠提高EIT現(xiàn)象的顯現(xiàn)概率。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開2013 — 98606號公報
[0005]由于利用面發(fā)光激光器產(chǎn)生的光具有相干性，所以為了得到量子干涉效應(yīng)而優(yōu)選。面發(fā)光激光器一般射出發(fā)生了偏振的光(偏振光線)。
[0006]然而，已知在面發(fā)光激光器中，因外部因素(溫度、應(yīng)力、元件結(jié)構(gòu)的逐年變化等)，射出的偏振光線的偏振方向會發(fā)生變化即引起偏振開關(guān)。在原子振蕩器中使用的單模VCSEL中，通常允許正交的兩個方向的偏振。因此，在這樣的VCSEL中，因偏振開關(guān)，偏振方向從兩個方向中的一方改變?yōu)榱硪环郊雌穹较蛐D(zhuǎn)90度,所以無法將射出的偏振光線的偏振方向限定在一個方向。
[0007]因此，若應(yīng)用面發(fā)光激光器(VCSEL)作為專利文獻(xiàn)I的原子振蕩器的光源，則存在從面發(fā)光激光器射出的偏振光線的偏振方向因偏振開關(guān)(Polarizat1n Switch)而變化，入射至λ /4板的偏振光線的偏振方向發(fā)生變化這樣的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的幾個方式所涉及的目的之一在于提供一種即使從面發(fā)光激光器射出的偏振光線的偏振方向發(fā)生變化，也能夠使入射至λ /4板的偏振光線的偏振方向恒定的光學(xué)模塊。另外，本發(fā)明的幾個方式所涉及的目的之一在于提供一種包括上述光學(xué)模塊的原子振蕩器。
[0009]本發(fā)明所涉及的光學(xué)模塊是原子振蕩器的光學(xué)模塊，包括:面發(fā)光激光器，其射出光；偏振消除元件，其被照射從上述面發(fā)光激光器射出的光，并且消除該照射的光的偏振狀態(tài)；偏振元件，其被照射透過了上述偏振消除元件的光；λ /4板，其被照射透過了上述偏振兀件的光，并且被設(shè)置為快軸相對于上述偏振兀件的偏振透過軸旋轉(zhuǎn)45° ;氣室,其中被封入堿金屬氣體，并且被照射透過了上述λ/4板的光；以及光檢測部，其檢測透過了上述氣室的光的強度。
[0010]在這樣的光學(xué)模塊中，即使從面發(fā)光激光器射出的偏振光線的偏振方向發(fā)生變化，也能夠通過偏振元件使入射至λ/4板的偏振光線的偏振方向為恒定的方向。因此，能夠使照射至氣室的圓偏振光的旋轉(zhuǎn)方向恒定。由此，例如能夠提高原子振蕩器的頻率穩(wěn)定性。
[0011]并且，在這樣的光學(xué)模塊中，偏振消除元件消除從面發(fā)光激光器射出的光的偏振狀態(tài)并使該光入射至偏振兀件，從而即使從面發(fā)光激光器射出的偏振光線的偏振方向發(fā)生變化，也能夠減小透過偏振元件的光的光量的變動。由此，能夠減小被照射至氣室的光的光量的變動，能夠提高原子振蕩器的頻率穩(wěn)定性。
[0012]在本發(fā)明所涉及的光學(xué)模塊中，也可以為上述偏振消除元件使被照射至上述偏振消除元件的光成為根據(jù)通過上述偏振消除元件的位置而不同的偏振狀態(tài)。
[0013]根據(jù)這樣的光學(xué)模塊，偏振消除元件能夠減小透過偏振元件的光的光量隨時間的變化，并消除被照射的光的偏振狀態(tài)。
[0014]在本發(fā)明所涉及的光學(xué)模塊中，也可以為上述偏振消除元件使照射至上述偏振消除元件的光成為根據(jù)通過上述偏振消除元件的時間而不同的偏振狀態(tài)。
[0015]根據(jù)這樣的光學(xué)模塊，偏振消除元件能夠消除被照射的光的偏振狀態(tài)。
[0016]在本發(fā)明所涉及的光學(xué)模塊中，也可以為從上述面發(fā)光激光器射出的光的偏振方向從第一方向改變?yōu)榕c上述第一方向正交的第二方向。
[0017]根據(jù)這樣的光學(xué)模塊,即使面發(fā)光激光器射出的偏振光線的偏振方向從第一方向變化為第二方向，也能夠使照射至氣室的圓偏振的旋轉(zhuǎn)方向以及光量恒定。
[0018]本發(fā)明所涉及的原子振蕩器包括本發(fā)明所涉及的光學(xué)模塊。
[0019]在這樣的原子振蕩器中，由于包括本發(fā)明所涉及的光學(xué)模塊，所以即使面發(fā)光激光器射出的偏振光線的偏振方向發(fā)生變化，也能夠使照射至氣室的圓偏振的旋轉(zhuǎn)方向恒定。由此，例如能夠提高頻率穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0020]圖1是表示包括本實施方式所涉及的光學(xué)模塊的原子振蕩器的框圖。
[0021]圖2是示意地表示本實施方式所涉及的光學(xué)模塊的結(jié)構(gòu)的圖。
[0022]圖3是示意地表示本實施方式所涉及的光學(xué)模塊的結(jié)構(gòu)的圖。
[0023]圖4是表示共振光的頻譜的圖。
[0024]圖5是表示堿金屬原子的Λ型三能級模型和第一邊帶以及第二邊帶的關(guān)系的圖。
[0025]圖6是用于說明參考例所涉及的光學(xué)模塊的結(jié)構(gòu)的圖。
[0026]圖7是用于說明參考例所涉及的光學(xué)模塊的結(jié)構(gòu)的圖。
【具體實施方式】
[0027]以下，使用附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行詳細(xì)地說明。此外，以下說明的實施方式并不對權(quán)利要求書所記載的本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行不當(dāng)?shù)南薅?。另外，并不限定為以下說明的結(jié)構(gòu)的全部均為本發(fā)明的必要結(jié)構(gòu)要件。
[0028]1.光學(xué)模塊
[0029]首先，參照附圖對本實施方式所涉及的光學(xué)模塊進(jìn)行說明。這里，對將本實施方式所涉及的光學(xué)模塊應(yīng)用于原子振蕩器的例子進(jìn)行說明。圖1是表示通過包括本實施方式所涉及的光學(xué)模塊100而構(gòu)成的原子振蕩器I的框圖。
[0030]如圖1所示，原子振蕩器I通過包括光學(xué)模塊100、中心波長控制部2以及高頻控制部4而構(gòu)成。
[0031]如圖1所示，光學(xué)模塊100通過包括面發(fā)光激光器10、偏振消除元件20、偏振元件30、λ /4板40、氣室50以及光檢測部60而構(gòu)成。
[0032]圖2以及圖3是示意地表示光學(xué)模塊100的結(jié)構(gòu)的圖。圖2表示從面發(fā)光激光器10射出的偏振光線的偏振方向為Y方向的情況，圖3表不從面發(fā)光激光器10射出的偏振光線的偏振方向為X方向的情況。為方便起見，在圖2以及圖3中省略光檢測部60的圖示。
[0033]應(yīng)予說明，在圖2以及圖3中，作為與面發(fā)光激光器10的光軸一致的軸，圖示Z軸。這里，所謂面發(fā)光激光器10的光軸是通過從面發(fā)光激光器10射出的光的發(fā)散中心的軸。另夕卜，在圖2以及圖3中，作為與Z軸正交且彼此正交的軸，圖示X軸以及Y軸。
[0034]面發(fā)光激光器10例如是使共振器相對于半導(dǎo)體基板垂直地嵌入的垂直共振器面發(fā)光激光器(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser:垂直腔面發(fā)射激光器)。面發(fā)光激光器10例如是單模(單一模式)的VCSEL。
[0035]面發(fā)光激光器10射出偏振光線。這里，所謂偏振光線包括直線