JPS5917903B2 - atomic oscillator - Google Patents
atomic oscillatorInfo
- Publication number
- JPS5917903B2 JPS5917903B2 JP7769679A JP7769679A JPS5917903B2 JP S5917903 B2 JPS5917903 B2 JP S5917903B2 JP 7769679 A JP7769679 A JP 7769679A JP 7769679 A JP7769679 A JP 7769679A JP S5917903 B2 JPS5917903 B2 JP S5917903B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lighting
- lamp
- cell
- excitation coil
- atomic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/26—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using energy levels of molecules, atoms, or subatomic particles as a frequency reference
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は原子発振器に関するものである。[Detailed description of the invention] The present invention relates to an atomic oscillator.
原子や分子が有する永久不変的な共鳴周波数を基準とし
て水晶発振器を制御する原子発振器は、長期周波数安定
度が極めて高い為、周波数標準器として利用されている
。Atomic oscillators, which control crystal oscillators based on the permanently unchanging resonance frequencies of atoms and molecules, are used as frequency standards because they have extremely high long-term frequency stability.
このような原子発振器としては、能動形のメーザ方式に
よるもの、受動形の吸収方式によるもの又は原子ビーム
方式によるもの、ガスセル方式によるもの等に分類する
ことができ、その中で光ポンピング法を利用した受動5
形のガスセル方式によるルビジウムガスセル型原子発
振器が比較的小型に構成できるので、各種装置の周波数
標準器として用いられている。このようなルビジウムガ
スセル型原子発振器は例えば第1図に示す構成を有する
ものである。Such atomic oscillators can be classified into active maser type, passive absorption type, atomic beam type, gas cell type, etc. Among them, optical pumping method is used. Passive 5
Rubidium gas cell type atomic oscillators based on the gas cell system can be constructed in a relatively small size, so they are used as frequency standards for various devices. Such a rubidium gas cell type atomic oscillator has, for example, the configuration shown in FIG.
即0 ち光マイクロ波部11と電圧制御水晶発振器12
と周波数逓倍合成器13等から構成され、光マイクロ波
部11は、ランプセル1、ランプ励振コイル2、反射鏡
3、ランプ励振器4、フィルタセル5、空胴共振器6、
ガスセル7、光検出器8、増5 幅器9、逓倍器10等
により構成されている。ルビジウムRbは自然界に2種
類の同位元素Rb87とRb85とが存在し、ランプセ
ル1にはRb87、フィルタセル5にはRb85、ガス
セルTにはRb87が封入され、ランプ励振器4からの
高周波出力がj0ランプ励振コイル2に加えられて、ラ
ンプセル1は放電発光する。このランプセル1にはRb
87以外に緩衝気体として、He、H2、Ne、N2、
Ar、Kr、Xe等が封入されるのが一般的である。j
5ランプセル1から発生する光の波長成分のうち不要な
波長成分は、フィルタセル5により吸収されて、所望の
波長成分の光のみがガスセル7に入射される。That is, the optical microwave section 11 and the voltage controlled crystal oscillator 12
The optical microwave section 11 includes a lamp cell 1, a lamp excitation coil 2, a reflector 3, a lamp exciter 4, a filter cell 5, a cavity resonator 6,
It is composed of a gas cell 7, a photodetector 8, an amplifier 9, a multiplier 10, etc. Rubidium Rb exists in two types of isotopes Rb87 and Rb85 in nature.Rb87 is sealed in the lamp cell 1, Rb85 is filled in the filter cell 5, and Rb87 is sealed in the gas cell T, and the high frequency output from the lamp exciter 4 is j0 When applied to the lamp excitation coil 2, the lamp cell 1 discharges light. This lamp cell 1 has Rb
In addition to 87, buffer gases include He, H2, Ne, N2,
Generally, Ar, Kr, Xe, etc. are sealed. j
Among the wavelength components of the light generated from the five-lamp cell 1, unnecessary wavelength components are absorbed by the filter cell 5, and only the light of the desired wavelength component is incident on the gas cell 7.
又電圧制御水晶発振器12の発振出力は、周波数逓倍合
成器13及び逓倍器10によりj0Rb87の共鳴周波
数の683468・・・・・・MH2に逓倍されて空胴
共振器6に加えられる。空胴共振器6に加えられたマイ
クロ波が、ガスセルT内のRb8“の共鳴周波数と一致
すると、光マイクロ波二重共鳴によりガスセルT内を通
る光■5 が吸収され、それによつて光検出器8の検出
出力が減少する。The oscillation output of the voltage controlled crystal oscillator 12 is multiplied by the frequency multiplier synthesizer 13 and the multiplier 10 to 683468...MH2, which is the resonant frequency of j0Rb87, and is applied to the cavity resonator 6. When the microwave applied to the cavity resonator 6 matches the resonant frequency of Rb8'' in the gas cell T, the light 5 passing through the gas cell T is absorbed by optical microwave double resonance, thereby allowing optical detection. The detection output of the device 8 decreases.
これを識別して増幅器9により増幅し電圧制御水晶発振
器12の制御電圧とするもので、電圧制御水晶発振器1
2の発振周波数は、Rb87の極めて安定な共鳴周波数
を基準として制御されるので、正確且つ高安定のものと
なる〇本発明はこのような原子発振器に訃ける光源ラン
プの点灯手段に一つの改善された手段を提供しようとす
るものである。従来、かかる光源ランプの点灯にあたつ
ては、一つにランプセルに巻回された励磁コイルに数1
0〜100MHzの高周波電力を印加し、ランプセル内
のガスを励起して放電を生じさせ、点灯を行つている0
そして点灯後も前記高周波電力は点灯時の電力を維持し
て印加され、該高周波電力に}ける磁界によつて点灯(
放電)状態を維持するOこのような点灯・維持手段にあ
たつては、点灯維持の際も点灯開始の際と同じ電力が印
加され続けられるため、ランプの寿命が短縮され、しか
も原子発振器の温度特性、長期安定性が悪化してしまう
。This is identified and amplified by an amplifier 9 and used as a control voltage for the voltage controlled crystal oscillator 12.
Since the oscillation frequency of No. 2 is controlled based on the extremely stable resonance frequency of Rb87, it is accurate and highly stable. The present invention provides an improvement to the lighting means for light source lamps that use atomic oscillators. The aim is to provide the means to do so. Conventionally, when lighting such a light source lamp, an excitation coil wound around a single lamp cell is
A high-frequency power of 0 to 100 MHz is applied to excite the gas in the lamp cell, causing a discharge and lighting the lamp.
Even after lighting, the high-frequency power is applied while maintaining the power at the time of lighting, and the magnetic field applied to the high-frequency power causes the lighting to continue.
With this kind of lighting/maintenance means, the same power as when lighting is started continues to be applied during lighting maintenance, which shortens the life of the lamp and also reduces the atomic oscillator's Temperature characteristics and long-term stability will deteriorate.
高周波電力の値を小さなものとすれば、ランプの寿命等
は改善されるが、点灯が困難となる。また、従来、この
ような手段に代えて、例えば第2図に示されるように、
点灯時にランプセル21に対しパルス発生器22から高
圧パルスを印加し、強制的に放電(点灯)を開始させる
手段もとられていた。な訃23は点灯維持用ランプ励振
器である。このような点灯手段によれば、点灯後の放電
維持は低い高周波電力によつて可能である。したがつて
、ランプの寿命、原子発振器としての温度特性、長期安
定性等は改善される。しかしながらこのような手段にあ
つては、パルス発生器22が必要であり、より小型化、
高信頼化が要求される原子発振器を構成するうえで好ま
しくない。本発明はこのような従来の技術の有する問題
点を除去し、より簡単な手段をもつて点灯(放電)開始
させることのできる原子発振器の構成を提供しようとす
るものである。このため本発明によれば、光源ランプの
外周に該ランプの点灯維持用励振コイルと共に、該点灯
維持用励振コイルの近傍に、アースと接続したそれ自体
には駆動源を持たない点灯開始電極を配設したことを特
徴とする原子発振器が提供される〇本発明によれば、基
本的にランプの点灯手段として、高周波電界を利用する
ことが提案される。If the value of high-frequency power is made small, the life of the lamp will be improved, but lighting will become difficult. Moreover, conventionally, instead of such means, for example, as shown in FIG.
At the time of lighting, a high voltage pulse is applied to the lamp cell 21 from the pulse generator 22 to forcefully start discharging (lighting). The numeral 23 is a lamp exciter for maintaining lighting. According to such lighting means, discharge can be maintained after lighting using low high frequency power. Therefore, the lamp life, temperature characteristics as an atomic oscillator, long-term stability, etc. are improved. However, such means requires a pulse generator 22, which requires further downsizing and
This is not preferable when constructing an atomic oscillator that requires high reliability. The present invention aims to eliminate the problems of the prior art and to provide a configuration of an atomic oscillator that can start lighting (discharge) using a simpler means. Therefore, according to the present invention, in addition to the excitation coil for maintaining lighting of the lamp on the outer periphery of the light source lamp, a lighting starting electrode that is connected to ground and does not have a driving source itself is provided near the excitation coil for maintaining lighting of the lamp. According to the present invention, it is basically proposed to utilize a high frequency electric field as a lamp lighting means.
すなわち、第3図に示されるように、ランプセル31に
巻回された点灯維持(放電維持)用励振コイル32の近
傍に、同じくランプセル31に巻回され且つ例えば接地
電位に置かれた点灯(放電)開始電極(コイル)33が
配設される。このような構成に}いて、ランプ励振器3
4から励振コイル32へ、放電維持に要する高周波電力
を印加すると、アースと接続された点灯開始電極33と
の間で強い高周波電界が発生し、その部分に対応するラ
ンプセル内のガスがまず励起され、放電し点灯すると、
これがランプセル内の他にも波及して全体が点灯する。
そして点灯した後は、ランプ励振器34から供給される
高周波電力(磁界)によりこの状態が維持される。した
がつて、本発明に}いては、ガス励起の際、光源ランプ
セルに対し、従来のような大きな励起用電力あるいは高
圧パルスを印加する必要がなく、該光源ランプの寿命の
改善、原子発振器の小型化、高信頼化を図るうえで極め
て有利である。なち一、第3図に示されるランプセル部
構成において、励振コイル32と点灯開始用電極(コイ
ル)33との間隔は、ランプセルの大きさ、放電維持電
力の値等によつて選択される。That is, as shown in FIG. 3, a lighting (discharge maintaining) excitation coil 32, which is also wound around the lamp cell 31 and placed at the ground potential, is placed near the excitation coil 32 for lighting maintenance (discharge maintenance) wound around the lamp cell 31. ) A starting electrode (coil) 33 is provided. In this configuration, the lamp exciter 3
4 to the excitation coil 32, a strong high frequency electric field is generated between the lighting start electrode 33 connected to the ground, and the gas in the lamp cell corresponding to that part is first excited. , when it discharges and lights up,
This spreads to other parts of the lamp cell, causing the entire lamp cell to light up.
After lighting, this state is maintained by high frequency power (magnetic field) supplied from the lamp exciter 34. Therefore, according to the present invention, there is no need to apply large excitation power or high-voltage pulses to the light source lamp cell during gas excitation, which improves the life of the light source lamp and improves the life of the atomic oscillator. This is extremely advantageous in achieving miniaturization and high reliability. Specifically, in the lamp cell configuration shown in FIG. 3, the distance between the excitation coil 32 and the lighting start electrode (coil) 33 is selected depending on the size of the lamp cell, the value of the discharge sustaining power, etc.
このような本発明は、他の光ポンピング原子発振器例え
ば光ポンピング型原子ビーム原子発振器等に適用するこ
ともできる。The present invention can also be applied to other optically pumped atomic oscillators, such as optically pumped atomic beam atomic oscillators.
またランプセルの形状、各電極の位置、形態も前記実施
例に限定されるものではない〇Furthermore, the shape of the lamp cell, the position and form of each electrode are not limited to the above embodiments.
第1図は、原子発振器の構成の一ダリを示す説明図、第
2図は従来の光源ランプの点灯、点灯維持手段を示す図
、第3図は本発明による光源ランプの点灯、点灯維持手
段を示す図である。
図面において、31・・・・・・光源ランプ、32・・
・・・・点灯維持用励振コイル、33・・・・・・点灯
開始電極、34・・・・・・ランプ励振器。FIG. 1 is an explanatory diagram showing one example of the configuration of an atomic oscillator, FIG. 2 is a diagram showing conventional light source lamp lighting and lighting maintenance means, and FIG. 3 is a light source lamp lighting and lighting maintenance means according to the present invention. FIG. In the drawings, 31... light source lamp, 32...
. . . Excitation coil for lighting maintenance, 33 . . . Lighting starting electrode, 34 . . . Lamp exciter.
Claims (1)
イルと共に、該点灯維持用励振コイルの近傍に、点灯開
始電極を配設して成り、該点灯開始電極がアースと接続
して構成されて成ることを特徴とする原子発振器。1. A lighting starting electrode is disposed on the outer periphery of a light source lamp together with an excitation coil for lighting maintenance of the lamp and near the excitation coil for lighting maintenance, and the lighting starting electrode is connected to ground. An atomic oscillator characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7769679A JPS5917903B2 (en) | 1979-06-20 | 1979-06-20 | atomic oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7769679A JPS5917903B2 (en) | 1979-06-20 | 1979-06-20 | atomic oscillator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS562692A JPS562692A (en) | 1981-01-12 |
| JPS5917903B2 true JPS5917903B2 (en) | 1984-04-24 |
Family
ID=13641047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7769679A Expired JPS5917903B2 (en) | 1979-06-20 | 1979-06-20 | atomic oscillator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5917903B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57181573A (en) * | 1981-05-01 | 1982-11-09 | Fujitsu Ltd | Continuous processing system by intermittent processing method |
-
1979
- 1979-06-20 JP JP7769679A patent/JPS5917903B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS562692A (en) | 1981-01-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5387881A (en) | Atomic frequency standard | |
| US5517157A (en) | Evanescent-field interrogator for atomic frequency standards | |
| US3937917A (en) | Method for producing and heating a plasma | |
| JPH0744453B2 (en) | Rubidium atomic oscillator | |
| JP3963998B2 (en) | Atomic oscillator | |
| US4862469A (en) | Suppression of the second intracavity pulse in a synchronously pumped dye laser | |
| JPS5917903B2 (en) | atomic oscillator | |
| EP0797278B1 (en) | Optical parametric oscillator with saturable absorber | |
| JPS6362118B2 (en) | ||
| JPS6153879B2 (en) | ||
| US3609570A (en) | Light excited maser | |
| JPH01183866A (en) | Atomic oscillator | |
| US4112390A (en) | Laser generator device emitting at a wavelength close to 1.3 microns | |
| JPS59212034A (en) | Exciting electric power controlling system of lamp as light source for atom oscillator | |
| JP2722513B2 (en) | Rubidium atomic oscillator | |
| JPS6340496B2 (en) | ||
| JPH07263776A (en) | Gas cell type atomic oscillator | |
| JPS59165527A (en) | Gas cell type atomic oscillator | |
| Grenishin et al. | Repetitively pulsed iodine laser with passive Q-switch and controlled spectrum radiation | |
| JPH01226219A (en) | Atomic oscillator | |
| JPS6028290A (en) | Argon gas laser | |
| SU876045A1 (en) | Excitation system of accelerator cavity | |
| JPS59207747A (en) | Light source lamp driver for atomic oscillator | |
| JPH11112093A (en) | Optical pulse generation method | |
| SU1059656A1 (en) | Crystal self-excited oscillator |