JPS6364911B2 - - Google Patents
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- JPS6364911B2 JPS6364911B2 JP57109988A JP10998882A JPS6364911B2 JP S6364911 B2 JPS6364911 B2 JP S6364911B2 JP 57109988 A JP57109988 A JP 57109988A JP 10998882 A JP10998882 A JP 10998882A JP S6364911 B2 JPS6364911 B2 JP S6364911B2
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- Japan
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- rubidium
- lamp
- heater
- temperature
- gas cell
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- Expired
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光ポンピング法を用いたガスセル形
ルビジウム原子発振器に関し、特にルビジウムラ
ンプ部とルビジウムガスセル部の温度制御に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a gas cell type rubidium atomic oscillator using an optical pumping method, and particularly to temperature control of a rubidium lamp section and a rubidium gas cell section.
従来のガスセル形ルビジウム原子発振器におい
ては、ルビジウムランプ部とルビジウムガスセル
部とは独立した別々のヒータおよび温度制御器に
よつてそれぞれ所定の温度に保たれる。そして、
ルビジウムランプは充分なスペクトル強度を必要
とするため、約100℃に保たれ、ルビジウムガス
セル部は充分な吸収レベルを必要とするため約70
℃に制御される。従つて、従来の発振器は、2種
類の温度制御器を用いるため、部品点数が多く大
型かつ高価になり、消費電力が大きいという欠点
があつた。
In a conventional gas cell type rubidium atomic oscillator, the rubidium lamp section and the rubidium gas cell section are each maintained at a predetermined temperature by separate heaters and temperature controllers. and,
Rubidium lamps require sufficient spectral intensity, so they are kept at about 100°C, and rubidium gas cells require sufficient absorption levels, so they are kept at about 70°C.
Controlled at °C. Therefore, since the conventional oscillator uses two types of temperature controllers, it has the drawbacks of having a large number of parts, being large and expensive, and having high power consumption.
そこで出願人は、ルビジウムランプ部とルビジ
ウムガスセル部との間に約30℃の温度差があるこ
とに着目し、ルビジウムランプ部にヒータを設
け、このルビジウムランプ部とルビジウムガスセ
ル部との間を伝熱材で結合して、所定の温度差を
与え、一つの温度制御器で温度制御を行う技術を
提案した(特開昭52−19096号公報)。 Therefore, the applicant focused on the fact that there was a temperature difference of about 30°C between the rubidium lamp part and the rubidium gas cell part, and installed a heater in the rubidium lamp part to conduct transmission between the rubidium lamp part and the rubidium gas cell part. We proposed a technology in which they are connected using a thermal material to give a predetermined temperature difference, and the temperature is controlled using a single temperature controller (Japanese Patent Application Laid-open No. 19096/1983).
しかしながら、単にルビジウムランプ部のヒー
タによる加熱だけで、ルビジウムガスセル部を適
当な温度差に保ちうる適当な伝熱材を選択するこ
とは実際には難しく、ルビジウムガスセル部も別
に加熱する必要が生じた。
However, it is actually difficult to select an appropriate heat transfer material that can maintain an appropriate temperature difference in the rubidium gas cell section by simply heating the rubidium lamp section with a heater, and it became necessary to heat the rubidium gas cell section separately. .
本発明は、この問題点を解決するもので、でき
るだけ簡単な加熱機構および温度制御機構によつ
て適当な温度差を維持ることができるルビジウム
原子発振器を提供することを目的とする。 The present invention solves this problem, and aims to provide a rubidium atomic oscillator that can maintain an appropriate temperature difference using a heating mechanism and temperature control mechanism that are as simple as possible.
本発明は、ルビジウムガスセル部を内包するキ
ヤビテイと、前記ルビジウムガスセル部を照射す
るためのルビジウムランプ部とを備え、前記ルビ
ジウムランプ部はルビジウムランプを加熱する第
一のヒータが設けられ、前記ルビジウムランプ部
と前記キヤビテイとを共通に覆うシールドケース
に第二のヒータが設けられたルビジウム原子発振
器において、
前記第一のヒータと前記第二のヒータとは直列
に接続され、前記ルビジウムランプ部の周囲は断
熱材で覆われ、前記シールドケース内の温度を一
定に保つための前記第一および第二のヒータにつ
いて共通に一つの温度制御器を備えたことを特徴
とする。
The present invention includes a cavity containing a rubidium gas cell section, and a rubidium lamp section for irradiating the rubidium gas cell section, and the rubidium lamp section is provided with a first heater that heats the rubidium lamp, and the rubidium lamp section is provided with a first heater that heats the rubidium lamp. In a rubidium atomic oscillator in which a second heater is provided in a shield case that commonly covers a part and the cavity, the first heater and the second heater are connected in series, and the area around the rubidium lamp part is The first and second heaters are covered with a heat insulating material and are provided with one temperature controller in common for the first and second heaters for keeping the temperature inside the shield case constant.
次に、本発明について図面を参照して詳細に説
明する。
Next, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.
第1図は、本発明の一実施例を示す概念図であ
り、ランプ励振器1によつてルビジウムランプ6
が励振される。ルビジウムランプ6は、ランプハ
ウス4に収容されていて、ランプハウス4には第
1のヒータ5が巻回されている。ランプハウス4
および第1のヒータ5を断熱材3によつて覆いル
ビジウムランプ部を形成する。断熱材3は例えば
ガラス繊維などが用いられる。ただしランプ6か
らの投光がルビジウムガスセル8に供給される孔
が穿設されていることは勿論である。ルビジウム
ガスセル8はキヤビテイ7に内蔵され、光検出素
子9は、ルビジウムランプ6の投光がルビジウム
ガスセル8を通過した光を検出して電気信号に変
換する。光検出素子9の出力は、回路構成部14
に導かれる。回路構成部14は、サーボ増幅器、
低周波発振器、周波数逓倍器、周波数合成器等を
内蔵し、その出力の一部をキヤビテイ7を介して
ガスセル8に供給して共振周波数によるマイクロ
波を発振する。 FIG. 1 is a conceptual diagram showing an embodiment of the present invention, in which a rubidium lamp 6 is driven by a lamp exciter 1.
is excited. The rubidium lamp 6 is housed in a lamp house 4, and a first heater 5 is wound around the lamp house 4. lamp house 4
Then, the first heater 5 is covered with a heat insulating material 3 to form a rubidium lamp section. The heat insulating material 3 is made of, for example, glass fiber. However, it goes without saying that a hole is provided through which the light emitted from the lamp 6 is supplied to the rubidium gas cell 8. The rubidium gas cell 8 is built into the cavity 7, and the photodetection element 9 detects the light emitted from the rubidium lamp 6 and passes through the rubidium gas cell 8, and converts it into an electrical signal. The output of the photodetector element 9 is transmitted to the circuit component 14.
guided by. The circuit configuration unit 14 includes a servo amplifier,
It has a built-in low frequency oscillator, frequency multiplier, frequency synthesizer, etc., and a part of its output is supplied to the gas cell 8 via the cavity 7 to oscillate microwaves at a resonant frequency.
キヤビテイ7と、前記ルビジウムランプ部とは
共通のシールドケース10内に収容され、シール
ドケース10には第二のヒータ2が巻回され、第
一のヒータ5と第二のヒータ2は直列に接続され
る。シールドケース10は透磁率および熱伝導率
の高い物質、例えばパーマロイが用いられる。そ
して、シールドケース10の内壁のほぼ中央部に
は温度検出素子11が取付けられ、温度制御器1
2は、温度検出素子11の検出温度が例えば70℃
になるように、第一および第二のヒータに流す電
流を制御する。キヤビテイ7とシールドケース1
0とは熱的に結合しているから、ガスセル8の温
度は上記70℃に保たれる。一方ランプ部は断熱材
3で囲まれ、かつ第一のヒータ5によつて加熱さ
れるため、シールドケース10の内部温度よりも
高温である。シールドケース10の温度とランプ
部との温度差は、第一のヒータ5の容量と断熱材
3の断熱特性とを適当に選定することにより任意
の温度差に設定することが可能である。本実施例
では約30℃の温度差が得られるように設定されて
いる。従つて、シールドケース10の内壁が70℃
に制御されたときランプ6は100℃であり、ガス
セル8およびランプ6は、それぞれ所定の温度に
保たれ、所期の特性を得ることができる。本実施
例においては、直列に接続された第一と第二のヒ
ータの電流を制御する一つの温度制御器12によ
つてルビジウムランプ6およびガスセル8をそれ
ぞれ所定温度に制御できるため、その制御機構が
簡単になり、小型かつ安価にすることができる。
また、ランプ部とキヤビテイ部を一体化構造にし
たから振動などに対して強くなる。 The cavity 7 and the rubidium lamp part are housed in a common shield case 10, the second heater 2 is wound around the shield case 10, and the first heater 5 and the second heater 2 are connected in series. be done. The shield case 10 is made of a material with high magnetic permeability and high thermal conductivity, such as permalloy. A temperature detection element 11 is installed approximately at the center of the inner wall of the shield case 10, and the temperature controller 1
2, the temperature detected by the temperature detection element 11 is, for example, 70°C.
The current flowing through the first and second heaters is controlled so that Cavity 7 and shield case 1
0, the temperature of the gas cell 8 is maintained at the above-mentioned 70°C. On the other hand, since the lamp part is surrounded by the heat insulating material 3 and heated by the first heater 5, the temperature is higher than the internal temperature of the shield case 10. The temperature difference between the shield case 10 and the lamp section can be set to an arbitrary temperature difference by appropriately selecting the capacity of the first heater 5 and the heat insulating properties of the heat insulating material 3. In this embodiment, the temperature difference is set to be about 30°C. Therefore, the temperature of the inner wall of the shield case 10 is 70°C.
When controlled, the temperature of the lamp 6 is 100° C., and the gas cell 8 and the lamp 6 are each maintained at a predetermined temperature so that desired characteristics can be obtained. In this embodiment, the rubidium lamp 6 and the gas cell 8 can each be controlled to a predetermined temperature by one temperature controller 12 that controls the currents of the first and second heaters connected in series. can be made simple, small and inexpensive.
Also, since the lamp part and cavity part are integrated, it is resistant to vibrations.
第2図は、本実施例のランプ部およびガスセル
等を含む光マイクロ波共鳴部を示す一部破さい斜
視図であり、参照数字は第1図で示したものと同
様である。 FIG. 2 is a partially cutaway perspective view showing the optical microwave resonance section including the lamp section and gas cell of this embodiment, and reference numerals are the same as those shown in FIG. 1.
本発明は、上記実施例に変形を施すことを妨げ
るものでないことは勿論である。例えば、ランプ
部とガスセル部をよくシールドするために、シー
ルドケース10の中央部に、ランプ光が通る孔を
穿設した隔壁を設けて2槽構造にすること、抵抗
線を巻回したヒータに変えて周知の半導体ヒータ
等を使用すること等が可能である。 Of course, the present invention does not preclude modifications to the above embodiments. For example, in order to shield the lamp part and the gas cell part well, a partition wall with a hole through which the lamp light passes may be provided in the center of the shield case 10 to create a two-tank structure, and a heater with a resistance wire wound thereon may be used. Instead, it is possible to use a well-known semiconductor heater or the like.
以上のように、本発明においては、ランプ部と
ガスセル部を共通のシールドケースで覆い、該ケ
ース内を1個の温度制御器によつて一定温度に制
御し、かつランプ部とシールドケースとを直列の
ヒータで接続し、ランプ部は断熱材内にランプを
収容して一定温度に制御することにしたので、部
品点数が少なく、機構が簡単でその温度制御も簡
単で容易に行うことができるルビジウム原子発振
器が得らる効果がある。
As described above, in the present invention, the lamp part and the gas cell part are covered with a common shield case, the inside of the case is controlled at a constant temperature by one temperature controller, and the lamp part and the shield case are We decided to connect the heaters in series and control the temperature at a constant temperature by housing the lamp inside an insulating material, so the number of parts is small, the mechanism is simple, and the temperature can be easily controlled. This has the effect of a rubidium atomic oscillator.
第1図は本発明の一実施例を示す一部ブロツク
図を含む概念図。第2図は上記実施例を示す一部
破さい斜視図。
1……ランプ励振器、2……第二のヒータ、3
……断熱材、4……ランプハウス、5……第一の
ヒータ、6……ルビジウムランプ、7……キヤビ
テイ、8……ルビジウムガスセル、9……光検出
素子、10……シールドケース、11……温度検
出素子、12……温度制御器、14……回路構成
部。
FIG. 1 is a conceptual diagram including a partial block diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partially cutaway perspective view showing the above embodiment. 1...Lamp exciter, 2...Second heater, 3
... Insulation material, 4 ... Lamp house, 5 ... First heater, 6 ... Rubidium lamp, 7 ... Cavity, 8 ... Rubidium gas cell, 9 ... Photodetection element, 10 ... Shield case, 11 ... Temperature detection element, 12 ... Temperature controller, 14 ... Circuit component.
Claims (1)
と、前記ルビジウムガスセル部を照射するための
ルビジウムランプ部とを備え、 前記ルビジウムランプ部はルビジウムランプを
加熱する第一のヒータが設けられ、 前記ルビジウムランプ部と前記キヤビテイとを
共通に覆うシールドケースに第二のヒータが設け
られた ルビジウム原子発振器において、 前記第一のヒータと前記第二のヒータとは直列
に接続され、 前記ルビジウムランプ部の周囲は断熱材で覆わ
れ、 前記シールドケース内の温度を一定に保つため
の前記第一および第二のヒータについて共通に一
つの温度制御器を備えた ことを特徴とするルビジウム原子発振器。[Claims] 1. A cavity containing a rubidium gas cell section, and a rubidium lamp section for irradiating the rubidium gas cell section, the rubidium lamp section being provided with a first heater for heating the rubidium lamp, In the rubidium atomic oscillator, a second heater is provided in a shield case that commonly covers the rubidium lamp section and the cavity, wherein the first heater and the second heater are connected in series, and the rubidium lamp section is connected in series. A rubidium atomic oscillator, characterized in that the periphery of the rubidium atomic oscillator is covered with a heat insulating material, and the first and second heaters are provided with one temperature controller in common for keeping the temperature within the shield case constant.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10998882A JPS592387A (en) | 1982-06-28 | 1982-06-28 | Rubidium atom oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10998882A JPS592387A (en) | 1982-06-28 | 1982-06-28 | Rubidium atom oscillator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS592387A JPS592387A (en) | 1984-01-07 |
| JPS6364911B2 true JPS6364911B2 (en) | 1988-12-14 |
Family
ID=14524234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10998882A Granted JPS592387A (en) | 1982-06-28 | 1982-06-28 | Rubidium atom oscillator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS592387A (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3350632A (en) * | 1964-08-25 | 1967-10-31 | Varian Associates | Optically pumped atomic diffusion maser with separate pumping and observation regions |
| JPS5843938B2 (en) * | 1975-08-05 | 1983-09-30 | 日本電気株式会社 | rubidium genshihatsushinki |
| JPS52146195A (en) * | 1976-05-31 | 1977-12-05 | Fujitsu Ltd | Atomic oscillator |
-
1982
- 1982-06-28 JP JP10998882A patent/JPS592387A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS592387A (en) | 1984-01-07 |
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