JPS6153879B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6153879B2 JPS6153879B2 JP11588377A JP11588377A JPS6153879B2 JP S6153879 B2 JPS6153879 B2 JP S6153879B2 JP 11588377 A JP11588377 A JP 11588377A JP 11588377 A JP11588377 A JP 11588377A JP S6153879 B2 JPS6153879 B2 JP S6153879B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas cell
- cell
- lamp
- atomic oscillator
- frequency
- 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)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、小型化したルビジウムガスセル型の
原子発振器に関するものである。
原子発振器に関するものである。
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。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、その中で受動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。
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。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、その中で受動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。即ち光マイクロ波部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、フイル
タセル５、空胴共振器６、ガスセル７、光検出器
８、増幅器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、フイルタセル５にはRb85、ガスセル７に
はRb87が封入され、ランプ励振器４からの高周
波出力がランプ励振コイル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
Rb87以外に緩衝気体として、He、Hz、Ne、N2、
Ar、Kr、Xe等が封入されるのが一般的である。
は、例えば第１図に示す構成を有するものであ
る。即ち光マイクロ波部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、フイル
タセル５、空胴共振器６、ガスセル７、光検出器
８、増幅器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、フイルタセル５にはRb85、ガスセル７に
はRb87が封入され、ランプ励振器４からの高周
波出力がランプ励振コイル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
Rb87以外に緩衝気体として、He、Hz、Ne、N2、
Ar、Kr、Xe等が封入されるのが一般的である。
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、フイルタセル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。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Rb87の共鳴周波数の6834.68…………MHzに
逓倍されて空胴共振器６に加えられる。
ち、不要な波長成分は、フイルタセル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。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Rb87の共鳴周波数の6834.68…………MHz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７内のRb87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７内を通る光
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。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１２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。
セル７内のRb87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７内を通る光
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。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１２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。
このようなルビジウムガスセル型原子発振器を
小型化する為に第２図に示す構成が提案されてい
る。同図に於いて第１図と同一符号は同一部分を
示し、７ａはガスセルとフイルタセルとを兼用し
たガスセルで、Rb87とRb85とが封入されてい
る。この構成に於いては、ランプセル１からの光
のうちの不要な波長成分がガスセル７ａ内の
Rb85により吸収され、又Rb87の共鳴周波数と空
胴共振器６に加えるマイクロ波周波数とが一致し
たとき光マイクロ波二重共鳴によりランプセル１
からの光の吸収が起るので、それを光検出器８で
検出するものである。このように、ガスセルとフ
イルタセルとを兼用した構成とすることにより、
第１図に示す構成に比較して光マイクロ波部を小
型化することができる。
小型化する為に第２図に示す構成が提案されてい
る。同図に於いて第１図と同一符号は同一部分を
示し、７ａはガスセルとフイルタセルとを兼用し
たガスセルで、Rb87とRb85とが封入されてい
る。この構成に於いては、ランプセル１からの光
のうちの不要な波長成分がガスセル７ａ内の
Rb85により吸収され、又Rb87の共鳴周波数と空
胴共振器６に加えるマイクロ波周波数とが一致し
たとき光マイクロ波二重共鳴によりランプセル１
からの光の吸収が起るので、それを光検出器８で
検出するものである。このように、ガスセルとフ
イルタセルとを兼用した構成とすることにより、
第１図に示す構成に比較して光マイクロ波部を小
型化することができる。
本発明は、前述の如きルビジウムガスセル型原
子発振器を更に小型化し、且つ経済的な構成とす
ることを目的とするものである。以下実施例につ
いて詳細に説明する。
子発振器を更に小型化し、且つ経済的な構成とす
ることを目的とするものである。以下実施例につ
いて詳細に説明する。
第３図は本発明の実施例の説明図であり、第１
図と同一符号は同一部分を示すものであつて、７
Ａはランプセルとフイルタセルとガスセルとを一
体化したガスセルである。このガスセル７Ａには
Rb87とRb85とが封入され、その一部にランプ励
振コイル２を設けた発光部が形成されている。ラ
ンプ励振器４からの高周波出力がランプ励振コイ
ル２に加えられることによりガスセル７Ａの発光
部に於いて高周波放電発光が生じ、その光の不要
波長成分はガスセル７Ａ内のRb85により吸収さ
れ、又空胴共振器６に加えられるマイクロ波周波
数とRb87の共鳴周波数とが一致すると、光マイ
クロ波二重共鳴により光の吸収が起り、これを光
検出器８で検出し、第１図について説明したよう
に、電圧制御水晶発振器を制御するものである。
図と同一符号は同一部分を示すものであつて、７
Ａはランプセルとフイルタセルとガスセルとを一
体化したガスセルである。このガスセル７Ａには
Rb87とRb85とが封入され、その一部にランプ励
振コイル２を設けた発光部が形成されている。ラ
ンプ励振器４からの高周波出力がランプ励振コイ
ル２に加えられることによりガスセル７Ａの発光
部に於いて高周波放電発光が生じ、その光の不要
波長成分はガスセル７Ａ内のRb85により吸収さ
れ、又空胴共振器６に加えられるマイクロ波周波
数とRb87の共鳴周波数とが一致すると、光マイ
クロ波二重共鳴により光の吸収が起り、これを光
検出器８で検出し、第１図について説明したよう
に、電圧制御水晶発振器を制御するものである。
従来の如く、複数のセルで原子発振器を構成し
た場合、それぞれ最適動作温度が多少相違するた
め、それぞれ断熱して独立的に温度制御する必要
があると共に、それぞれのセルの温度変動が相乗
的に周波数変動に影響してくるものであるが、本
発明の如くそれらを一体化した構成のガスセル７
Ａに於いては、例えば70〜90℃程度の範囲内の所
定の温度で一定化すれば充分安定に動作するもの
となる。このような温度制御が１個所で済む点に
於いても本発明は高安定化並びに経済化できるも
のである。
た場合、それぞれ最適動作温度が多少相違するた
め、それぞれ断熱して独立的に温度制御する必要
があると共に、それぞれのセルの温度変動が相乗
的に周波数変動に影響してくるものであるが、本
発明の如くそれらを一体化した構成のガスセル７
Ａに於いては、例えば70〜90℃程度の範囲内の所
定の温度で一定化すれば充分安定に動作するもの
となる。このような温度制御が１個所で済む点に
於いても本発明は高安定化並びに経済化できるも
のである。
以上説明したように、本発明は、光マイクロ波
部１１のガスセル７Ａに、光マイクロ波二重共鳴
用ルビジウムガスRb87と、不要波長成分を吸収
するルビジウムガスRb85とを混合して封入し、
このガスセル７Ａを空胴共振器６内に配置すると
共に、そのガスセル７Ａの一部を空胴共振器６外
に突出させ、その突出部にランプ励振コイル２を
巻いたものであり、ランプセル、フイルタセル、
ガスセルを一体化したセル構造とすることができ
るから、非常に小型な構成となる利点がある。
部１１のガスセル７Ａに、光マイクロ波二重共鳴
用ルビジウムガスRb87と、不要波長成分を吸収
するルビジウムガスRb85とを混合して封入し、
このガスセル７Ａを空胴共振器６内に配置すると
共に、そのガスセル７Ａの一部を空胴共振器６外
に突出させ、その突出部にランプ励振コイル２を
巻いたものであり、ランプセル、フイルタセル、
ガスセルを一体化したセル構造とすることができ
るから、非常に小型な構成となる利点がある。
更に、一体化構成であるから、温度制御は１個
所で済むことになり、それによつて温度制御が容
易となると共に高安定制御が可能となり、又回路
構成が簡単化されて低消費電力化を図ることがで
きる利点がある。又Rb87の共鳴周波数を基準と
した発振周波数を出力することができるから、高
安定の発振出力を得ることができる利点がある。
なお、一体化したセル構造は、励振コイル２を巻
くことができる突出部を有するものであれば、実
施例に示された形状にのみ限定されるものではな
く、空胴共振器６の形状等に関連して任意の形状
とすることができるものである。
所で済むことになり、それによつて温度制御が容
易となると共に高安定制御が可能となり、又回路
構成が簡単化されて低消費電力化を図ることがで
きる利点がある。又Rb87の共鳴周波数を基準と
した発振周波数を出力することができるから、高
安定の発振出力を得ることができる利点がある。
なお、一体化したセル構造は、励振コイル２を巻
くことができる突出部を有するものであれば、実
施例に示された形状にのみ限定されるものではな
く、空胴共振器６の形状等に関連して任意の形状
とすることができるものである。
第１図及び第２図は従来のルビジウムガスセル
型の原子発振器の説明図、第３図は本発明の実施
例の説明図である。 ２はランプ励振コイル、４はランプ励振器、６
は空胴共振器、７Ａは一体化構成のガスセル、８
は光検出器、１１は光マイクロ波部である。
型の原子発振器の説明図、第３図は本発明の実施
例の説明図である。 ２はランプ励振コイル、４はランプ励振器、６
は空胴共振器、７Ａは一体化構成のガスセル、８
は光検出器、１１は光マイクロ波部である。
Claims (1)
- １ ルビジウムガスセル型の原子発振器に於い
て、光マイクロ波部のガスセルに、光マイクロ波
二重共鳴用ルビジウムガスと、不要波長成分を吸
収するルビジウムガスとを混合して封入して空胴
共振器内に配置すると共に一部を空胴共振器外に
突出させた突出部を形成し、該突出部にランプ励
振コイルを巻いて構成したことを特徴とする原子
発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11588377A JPS5449097A (en) | 1977-09-27 | 1977-09-27 | Atomic oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11588377A JPS5449097A (en) | 1977-09-27 | 1977-09-27 | Atomic oscillator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5449097A JPS5449097A (en) | 1979-04-18 |
| JPS6153879B2 true JPS6153879B2 (ja) | 1986-11-19 |
Family
ID=14673530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11588377A Granted JPS5449097A (en) | 1977-09-27 | 1977-09-27 | Atomic oscillator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5449097A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5879781A (ja) * | 1981-11-06 | 1983-05-13 | Nec Corp | ルビジウム原子発振器 |
| JPS59108381A (ja) * | 1982-12-14 | 1984-06-22 | Nec Corp | ルビジウム原子発振器 |
| JPS6058688A (ja) * | 1983-09-12 | 1985-04-04 | Nec Corp | ルビジウム原子発振器 |
-
1977
- 1977-09-27 JP JP11588377A patent/JPS5449097A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5449097A (en) | 1979-04-18 |
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