JPH0454996B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0454996B2 JPH0454996B2 JP683A JP683A JPH0454996B2 JP H0454996 B2 JPH0454996 B2 JP H0454996B2 JP 683 A JP683 A JP 683A JP 683 A JP683 A JP 683A JP H0454996 B2 JPH0454996 B2 JP H0454996B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rubidium
- cavity resonator
- lamp
- section
- cell
- 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
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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】
本発明は、光ポンピングを用いたガスセル形ル
ビジウム原子発振器に関する。
ビジウム原子発振器に関する。
ガスセル形ルビジウム原子発振器は、ルビジウ
ムランプによつてルビジウムセルを照射し、該ル
ビジウムセルを通過した光を太陽電池で電気信号
に変換して発振回路構成部に入力させ、該発振回
路構成部の出力によつて励振される空胴共振器内
に前記ルビジウムセルを収容して構成される。従
来のこの種発振器は、上記空胴共振器として
TE011円形空胴共振器を使用している。TE011円
形空胴共振器は、該共振器内に２つの分布を持つ
電磁界を発生させ、内包したルビジウムセルにル
ビジウムランプより発せられた光によつて原子共
鳴作用を起こす。上述の空胴共振器は、例えば直
径65mm、長さ40mm程度であり、寸法が大である。
このため、発振器の小形化が困難であり、さらに
熱容量が大きいため消費電力も大となる。また、
上記共振器は、共振器の円形中心部に光を入射さ
せるための比較的大きな孔を穿設する必要があ
る。このため共振器の共振特性が劣化する。
ムランプによつてルビジウムセルを照射し、該ル
ビジウムセルを通過した光を太陽電池で電気信号
に変換して発振回路構成部に入力させ、該発振回
路構成部の出力によつて励振される空胴共振器内
に前記ルビジウムセルを収容して構成される。従
来のこの種発振器は、上記空胴共振器として
TE011円形空胴共振器を使用している。TE011円
形空胴共振器は、該共振器内に２つの分布を持つ
電磁界を発生させ、内包したルビジウムセルにル
ビジウムランプより発せられた光によつて原子共
鳴作用を起こす。上述の空胴共振器は、例えば直
径65mm、長さ40mm程度であり、寸法が大である。
このため、発振器の小形化が困難であり、さらに
熱容量が大きいため消費電力も大となる。また、
上記共振器は、共振器の円形中心部に光を入射さ
せるための比較的大きな孔を穿設する必要があ
る。このため共振器の共振特性が劣化する。
本発明の目的は、上述の従来の欠点を解決し、
小形、低消費電力のルビジウム原子発振器を提供
することにある。
小形、低消費電力のルビジウム原子発振器を提供
することにある。
本発明の発振器は、ルビジウムランプ部と、該
ルビジウムランプ部により照射されるルビジウム
セル部と、該ルビジウムセル部を内包する空胴共
振器と、前記ルビジウムセル部を通過した光に対
応した電気信号を入力し出力によつて前記空胴共
振器を励振する発振回路構成部とを備えたルビジ
ウム原子発振器において、前記空胴共振器を
TE101方形空胴共振器で構成したことを特徴とす
る。
ルビジウムランプ部により照射されるルビジウム
セル部と、該ルビジウムセル部を内包する空胴共
振器と、前記ルビジウムセル部を通過した光に対
応した電気信号を入力し出力によつて前記空胴共
振器を励振する発振回路構成部とを備えたルビジ
ウム原子発振器において、前記空胴共振器を
TE101方形空胴共振器で構成したことを特徴とす
る。
なお、上記空胴共振器の光入射面に、管壁電流
に平行な方向の複数スリツトまたは複数のだ円形
の孔を配列して穿設すれば、管壁全面から光を入
射させることができ、かつ共振特性の劣化は小さ
い。さらに、ルビジウムランプ部に、円筒形のル
ビジウムランプと、開口面が長方形で断面が凹形
の反射鏡を備えることにより、ルビジウムランプ
の発光を効率よくルビジウムセルに照射させるこ
とが可能であり、より一層の小形化、小消費電力
化が達成される。
に平行な方向の複数スリツトまたは複数のだ円形
の孔を配列して穿設すれば、管壁全面から光を入
射させることができ、かつ共振特性の劣化は小さ
い。さらに、ルビジウムランプ部に、円筒形のル
ビジウムランプと、開口面が長方形で断面が凹形
の反射鏡を備えることにより、ルビジウムランプ
の発光を効率よくルビジウムセルに照射させるこ
とが可能であり、より一層の小形化、小消費電力
化が達成される。
次に、本発明について図面を参照して詳細に説
明する。
明する。
第１図は、本発明の一実施例を示す概念図であ
る。すなわち、ルビジウムランプ１は、円筒形で
あり軸に直角な方向に一様に照射する。該照射光
の一部は、ランプハウス２の内側に設けられた開
口面が長方形で断面が凹形の反射鏡によつて反射
され、ほぼ平行光となつて空胴共振器７の管壁を
照射する。ランプハウス２にはまた、加熱用トラ
ンジスタ３が固着されており、温度制御器５の制
御によつて、一定温度例えば95℃に保持されてい
る。ルビジウムランプ１は、ランプ励振器４によ
つて励振されて一定波長の光を発光する。
る。すなわち、ルビジウムランプ１は、円筒形で
あり軸に直角な方向に一様に照射する。該照射光
の一部は、ランプハウス２の内側に設けられた開
口面が長方形で断面が凹形の反射鏡によつて反射
され、ほぼ平行光となつて空胴共振器７の管壁を
照射する。ランプハウス２にはまた、加熱用トラ
ンジスタ３が固着されており、温度制御器５の制
御によつて、一定温度例えば95℃に保持されてい
る。ルビジウムランプ１は、ランプ励振器４によ
つて励振されて一定波長の光を発光する。
空胴共振器７は、低次共振モードのTE101方形
空胴共振器で構成し、その寸法は、例えば約15×
38×27mm程度であり、従来のTE011円形空胴共振
器に比して約1/8である。空胴共振器７のルビジ
ウムランプによつて照射される面には、管壁電流
に平行な方向を長軸とするだ円孔が多数配列して
穿設されている。これは、光を通過させる光入射
孔であつて、その孔は約6.8GHzのカツトオフ周
波数以下の大きさであつて、ほぼ管壁全面に穿設
されている。上記光入射孔は、電流に平行なスリ
ツトを多数穿設してもよい。空胴共振器７の図中
下面には凹部が形成されていて、該凹部にルビジ
ウムセル６が固着される。また、図中上面の管壁
には円板形ねじ１１が挿通され、共振周波数の微
調整が可能である。さらに、空胴共振器７の周囲
には加熱用ヒータ８が巻回され、温度制御器９に
よつて、一定温度例えば70℃に保持される。これ
によつて、ルビジウムセル６の温度が上記一定温
度に保持され、特定の波長光を吸収する。ルビジ
ウムセルを通過した光は、太陽電池１０によつて
電気信号に変換されて発振回路構成部１４に供給
される。以上で光−マイクロ波共鳴部１３を構成
している。一方、発振回路構成部１４は、従来と
同様な構成であり、水晶発振器、低周波発振器、
周波数逓倍器、周波数合成器等を内蔵し、発振出
力によつて前記空胴共振器７を励振する。
空胴共振器で構成し、その寸法は、例えば約15×
38×27mm程度であり、従来のTE011円形空胴共振
器に比して約1/8である。空胴共振器７のルビジ
ウムランプによつて照射される面には、管壁電流
に平行な方向を長軸とするだ円孔が多数配列して
穿設されている。これは、光を通過させる光入射
孔であつて、その孔は約6.8GHzのカツトオフ周
波数以下の大きさであつて、ほぼ管壁全面に穿設
されている。上記光入射孔は、電流に平行なスリ
ツトを多数穿設してもよい。空胴共振器７の図中
下面には凹部が形成されていて、該凹部にルビジ
ウムセル６が固着される。また、図中上面の管壁
には円板形ねじ１１が挿通され、共振周波数の微
調整が可能である。さらに、空胴共振器７の周囲
には加熱用ヒータ８が巻回され、温度制御器９に
よつて、一定温度例えば70℃に保持される。これ
によつて、ルビジウムセル６の温度が上記一定温
度に保持され、特定の波長光を吸収する。ルビジ
ウムセルを通過した光は、太陽電池１０によつて
電気信号に変換されて発振回路構成部１４に供給
される。以上で光−マイクロ波共鳴部１３を構成
している。一方、発振回路構成部１４は、従来と
同様な構成であり、水晶発振器、低周波発振器、
周波数逓倍器、周波数合成器等を内蔵し、発振出
力によつて前記空胴共振器７を励振する。
前記空胴共振器７内にルビジウムセル６を固定
する方法は、例えば第２図に示すように、周波数
調整用円板１５にルビジウムセル６を固着しても
よい。周波数調整用円板１５は、周波数調整と、
ルビジウムセルの固定の役割を持つ。勿論円板形
ねじ１１によつても周波数調整可能である。
する方法は、例えば第２図に示すように、周波数
調整用円板１５にルビジウムセル６を固着しても
よい。周波数調整用円板１５は、周波数調整と、
ルビジウムセルの固定の役割を持つ。勿論円板形
ねじ１１によつても周波数調整可能である。
第３図は、本実施例のルビジウムランプ部を示
す斜視図であり、ルビジウムランプ１は円筒形で
あり、励振コイル１８が巻回され、ランプ固定板
１６に支持されて、ランプハウス２に収容され
る。ルビジウムランプ１の後方には、断面が凹形
の反射鏡１７が配設されている。この反射鏡１７
の開口部は長方形となることは勿論である。ルビ
ジウムランプ１の発光は、この長方形の開口部か
らほぼ平行な光束として投射される。
す斜視図であり、ルビジウムランプ１は円筒形で
あり、励振コイル１８が巻回され、ランプ固定板
１６に支持されて、ランプハウス２に収容され
る。ルビジウムランプ１の後方には、断面が凹形
の反射鏡１７が配設されている。この反射鏡１７
の開口部は長方形となることは勿論である。ルビ
ジウムランプ１の発光は、この長方形の開口部か
らほぼ平行な光束として投射される。
第４図は、本実施例の空胴共振器７を示す斜視
図であり、多数のだ円形の光入射孔１２が管壁電
流に平行な方向が長軸になるように穿設されてい
る。該光入射孔による管壁電流に対する抵抗増加
は小であり、共振特性の劣化は小である。
図であり、多数のだ円形の光入射孔１２が管壁電
流に平行な方向が長軸になるように穿設されてい
る。該光入射孔による管壁電流に対する抵抗増加
は小であり、共振特性の劣化は小である。
第５図は、本実施例の空胴共振器の一部はさい
斜視図であり、空胴共振器内にはセル固定用凹部
１９が設けられ、ルビジウムセル６はこの凹部１
９に固定されている。
斜視図であり、空胴共振器内にはセル固定用凹部
１９が設けられ、ルビジウムセル６はこの凹部１
９に固定されている。
第６図は、ルビジウムセル６の他の固定方法を
示す一部はさい斜視図であり、周波数調整用円板
１５に直接固定されている。
示す一部はさい斜視図であり、周波数調整用円板
１５に直接固定されている。
以上のように、本発明においては、ルビジウム
原子発振器の空胴共振器を低次共振モードの
TE101方形空胴共振器で構成するとともに、空胴
共振器のルビジウムランプによつて照射される面
に、管壁電流に平行な方向の複数のスリツトまた
は多数のだ円孔を穿設して光入射孔を形成し、ル
ビジウムランプを円筒形状として開口面が長方形
の凹面鏡によつて上記ランプから後方に発射され
る光を反射させるように構成することによつて、
空胴共振器の寸法を小さくして全体として小型
化、低消費電力化するとともに、共振特性の劣化
が生ずることなく、ランプの発光を効率よく使用
できる効果がある。
原子発振器の空胴共振器を低次共振モードの
TE101方形空胴共振器で構成するとともに、空胴
共振器のルビジウムランプによつて照射される面
に、管壁電流に平行な方向の複数のスリツトまた
は多数のだ円孔を穿設して光入射孔を形成し、ル
ビジウムランプを円筒形状として開口面が長方形
の凹面鏡によつて上記ランプから後方に発射され
る光を反射させるように構成することによつて、
空胴共振器の寸法を小さくして全体として小型
化、低消費電力化するとともに、共振特性の劣化
が生ずることなく、ランプの発光を効率よく使用
できる効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示す概念図、第２
図はルビジウムセルの他の固定方法を示す断面
図、第３図は上記実施例のルビジウムランプ部を
示す斜視図、第４図は、上記実施例の空胴共振器
を示す斜視図、第５図は上記実施例のルビジウム
セル固定方法を示す一部はさい斜視図、第６図は
ルビジウムセルの他の固定方法を示す一部はさい
斜視図である。 図において、１……ルビジウムランプ、２……
ランプハウス、３……加熱用トランジスタ、４…
…ランプ励振器、５，９……温度制御器、６……
ルビジウムセル、７……空胴共振器、８……加熱
用ヒータ、１０……太陽電池、１１……円板形ね
じ、１２……光入射孔、１３……光マイクロ波共
鳴部、１４……発振回路構成部、１５……周波数
調整用円板、１６……ランプ固定板、１７……反
射鏡、１８……励振コイル、１９……セル固定用
凹部。
図はルビジウムセルの他の固定方法を示す断面
図、第３図は上記実施例のルビジウムランプ部を
示す斜視図、第４図は、上記実施例の空胴共振器
を示す斜視図、第５図は上記実施例のルビジウム
セル固定方法を示す一部はさい斜視図、第６図は
ルビジウムセルの他の固定方法を示す一部はさい
斜視図である。 図において、１……ルビジウムランプ、２……
ランプハウス、３……加熱用トランジスタ、４…
…ランプ励振器、５，９……温度制御器、６……
ルビジウムセル、７……空胴共振器、８……加熱
用ヒータ、１０……太陽電池、１１……円板形ね
じ、１２……光入射孔、１３……光マイクロ波共
鳴部、１４……発振回路構成部、１５……周波数
調整用円板、１６……ランプ固定板、１７……反
射鏡、１８……励振コイル、１９……セル固定用
凹部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ルビジウムランプ部と、該ルビジウムランプ
部により照射されるルビジウムセル部と、該ルビ
ジウムセル部を内包する空胴共振器と、前記ルビ
ジウムセル部を通過した光に対応した電気信号を
入力し出力によつて前記空胴共振器を励振する発
振回路構成部とを備えたルビジウム原子発振器に
おいて、 前記空胴共振器はTE101方形空胴共振器で構成
され、 前記TE101方形空胴共振器は、前記ルビジウム
ランプ部により照射される面に複数の平行なスリ
ツトまたは複数のだ円孔を配列した光入射孔が穿
設され、 前記ルビジウムランプ部は、円筒形のルビジウ
ムランプと、開口面が長方形で断面が凹形の反射
鏡を備えた ことを特徴とするルビジウム原子発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP683A JPS59124783A (ja) | 1983-01-04 | 1983-01-04 | ルビジウム原子発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP683A JPS59124783A (ja) | 1983-01-04 | 1983-01-04 | ルビジウム原子発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59124783A JPS59124783A (ja) | 1984-07-18 |
| JPH0454996B2 true JPH0454996B2 (ja) | 1992-09-01 |
Family
ID=11462379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP683A Granted JPS59124783A (ja) | 1983-01-04 | 1983-01-04 | ルビジウム原子発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59124783A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04139776A (ja) * | 1990-10-01 | 1992-05-13 | Nec Corp | 原子発振器 |
| JP4294969B2 (ja) * | 2002-03-08 | 2009-07-15 | ヤマハ モーター マニュファクチャリング コーポレーション オブ アメリカ | 小型車両 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS578205U (ja) * | 1980-06-16 | 1982-01-16 |
-
1983
- 1983-01-04 JP JP683A patent/JPS59124783A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59124783A (ja) | 1984-07-18 |
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