JPS592387A - Rubidium atom oscillator - Google Patents
Rubidium atom oscillatorInfo
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- JPS592387A JPS592387A JP10998882A JP10998882A JPS592387A JP S592387 A JPS592387 A JP S592387A JP 10998882 A JP10998882 A JP 10998882A JP 10998882 A JP10998882 A JP 10998882A JP S592387 A JPS592387 A JP S592387A
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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)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
ルビジウム原子発振器に関し、特にルピジウムランプ部
とルビジウムガスセル部の温度制御に関する0
従来のガスセル形ルピ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
別々のヒーターおよび温に制御器によってそれぞれ所定
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。従って、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、消費電力も太きいという欠点がある。Detailed Description of the Invention Regarding a rubidium atomic oscillator, particularly regarding temperature control of a rubidium lamp section and a rubidium gas cell section 0 In a conventional gas cell type rubidium atomic oscillator, the rubidium lamp section and the rubidium gas cell section are provided with independent heaters. and temperature controllers to maintain the respective predetermined temperatures. Rubidium lamps require sufficient spectral intensity, so they are kept at about 100°C.
The rubidium gas cell section requires a sufficient absorption level and is therefore controlled at approximately 70°C. Therefore, the conventional oscillator is
Since two types of temperature controllers are used, there are disadvantages in that the number of parts is large, the device is large and expensive, and the power consumption is also high.
本発明の目的は、上述の従来の欠点を解決し、小型かつ
低電力のルビジウム原子発振器な提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional drawbacks and provide a small-sized and low-power rubidium atomic oscillator.
本発明の発振器は、ルビジウムガスセル部を内包するキ
ャビティと、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たルビジウム原子発振器
において、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1のヒーターおよび周囲を覆う断熱材を備
え、該ルビジラムランプ部と前記キャビティとを共通に
覆うシールドケースと、前記第1のヒーターと直列に接
続され前記シールドケースな加熱する第2のヒーターと
、前記シールドケース内を一定温度に保つための温度制
御器とを備えたことを特徴とする。The oscillator of the present invention is a rubidium atomic oscillator comprising a cavity containing a rubidium gas cell section and a rubidium lamp section for irradiating the rubidium gas cell section, wherein the rubidium lamp section is a first heater that heats the rubidium lamp. a shield case that includes a heat insulating material that covers the surrounding area and commonly covers the rubigilum lamp section and the cavity; a second heater that is connected in series with the first heater and heats the shield case; It is characterized by being equipped with a temperature controller for keeping the inside of the case at a constant temperature.
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によってルビジウムランプ6が励振される。FIG. 1 is a conceptual diagram showing an embodiment of the present invention, in which a rubidium lamp 6 is excited by a lamp exciter 1. In FIG.
ルビジウムラング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
よって櫟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
キャビティ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、ザーボ
増幅器。The rubidium rung 6 is housed in a lamp house 4, and a first heater 5 is wound around the lamp house 4. A rubidium lamp section is formed by arranging the lamp house 4 and the first heater 5 with the heat insulating material 3. 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 housed in the cavity 7, and the photodetector element 9 detects the light emitted from the rubidium lamp 6 that passes through the rubidium gas cell 8, and converts it into an electrical signal. The output of the photodetector element 9 is
It is guided to the circuit configuration section 14. The circuit component 14 is a servo amplifier.
低周波発振器1周波数逓倍器2周波数合成器等を内蔵し
、その出力の一部をキャビティ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。It incorporates a low frequency oscillator, a frequency multiplier, two frequency synthesizers, etc., and a part of its output is supplied to the gas cell 8 through the cavity 7 to oscillate microwaves at a resonant frequency.
キャビティ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2のヒータ2が巻回され、第1のヒータ5と第2の
ヒータ2は直列に接続する。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. do.
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
付はられ、温度制御器12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1および第2のヒ
ータに流す電流を制御する。キャビティ7とシールドケ
ース10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1のヒーター5によって加熱されるため
、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1
のヒータ5の容量と断熱材3の断熱特性とな適消に選定
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。従って、シールドケース10の内壁が7
0℃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
、1つの温度制御器12によっ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から、
小型かつ安価に提供され、電力消費量も少なくてすむ効
果がある。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 attached to approximately the center of the inner wall of the shield case 10, and the temperature controller 12 controls the first and second temperature detection elements so that the temperature detected by the temperature detection element 11 is, for example, 70°C. Controls the current flowing to the heater. Since the cavity 7 and the shield case 10 are thermally coupled, 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 temperature of the shield case 10 and the lamp part is the first
It is possible to set an arbitrary temperature difference by appropriately selecting the capacity of the heater 5 and the insulation properties of the heat insulating material 3. In this embodiment, the temperature difference is set to be about 30°C. Therefore, the inner wall of the shield case 10 is 7
When the lamp 6 is controlled at 0° C., the temperature 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, since the rubidium lamp 6 and the gas cell 8 can each be controlled to a predetermined temperature by one temperature controller 12,
It is small and inexpensive, and has the effect of reducing power consumption.
また、ランプ部とキャピ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。Also, since the lamp section and the capitivity section are integrated, it is resistant to vibrations, etc.
第2図は、本実施例のランプ部およびガスセル等を含む
光マイクル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 an optical microwave resonance section including a lamp section and a gas cell of this embodiment, and reference numerals are the same as those shown in FIG. 1.
(5)
本発明は、上記実施例に変形を施こ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(シールドするために、シールドケースlO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代えてトラ
ンジスタヒータを使用すること等の変形が考えられる。(5) 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, a partition wall with a hole through which the lamp light passes can 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. Possible modifications include using a transistor heater instead.
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
温度制御器によって一定温度に制御し、前記ランプ部は
断熱材内部にランプを収容しかつ前記シールドケースな
加熱する第2のヒータと直列に接続された第1のヒータ
によって加熱するように構成したから、ランプ部はシー
ルドケース内部より一定の高温に保たれる。すなわち、
1個の前記温度制御器の制御によってランプ部およびガ
スセル部をそれぞれ所定の温度に保つことができる。従
って、部品点数が少な(、小型、低電力の発振器を安価
に提供することができる効果がある。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 has a lamp inside the heat insulating material. Since the lamp part is heated by the first heater connected in series with the second heater housed in the shield case, the lamp part is maintained at a constant higher temperature than the inside of the shield case. That is,
The lamp section and the gas cell section can each be maintained at a predetermined temperature by controlling the one temperature controller. Therefore, it is possible to provide a small, low-power oscillator with a small number of parts at a low cost.
(6)(6)
第1図は本発明の一実施例を示す一部ブロック図を含む
概念図、第2図は上記実施例を示す一部破さい斜視図で
ある。
図において、1・・・ランプ励振器、2・・・第2のヒ
ータ、3・・・断熱材、4・・・ランプハウス、5・・
・第1のヒーター、6・・・ルビジウムランプ、7・・
・キャビティ、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。
代理人 弁理士 住 1)俊 宗
(7)
第1 因FIG. 1 is a conceptual diagram including a partial block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partially cutaway perspective view showing the embodiment. In the figure, 1...Lamp exciter, 2...Second heater, 3...Insulating 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. Agent Patent Attorney Sumi 1) Toshi So (7) 1st cause
Claims (1)
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
部とを備えたルビジウム原子発振器において、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1のヒ
ーターおよび周囲な櫟う断熱材を備え、該ルビジウムラ
ンプ部と前記キャビティとを共通に扱うシールドケース
と、前記第1のヒーターと直列に接続され前記シールド
ケースな加熱する第2のヒーターと、前記シールドケー
ス内を一定温度に保つための温度制御器とを備えたこと
を特徴とするルビジウム原子発振器。In a rubidium atomic oscillator comprising a cavity containing a rubidium gas cell section and a rubidium lamp section for irradiating the rubidium gas cell section, the rubidium lamp section includes a first heater that heats the rubidium lamp and a surrounding circular insulation. a shield case that handles the rubidium lamp section and the cavity in common; a second heater that is connected in series with the first heater and heats the shield case; A rubidium atomic oscillator characterized by comprising a temperature controller for maintaining the temperature.
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 true JPS592387A (en) | 1984-01-07 |
| JPS6364911B2 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) |
Citations (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 |
| JPS5219096A (en) * | 1975-08-05 | 1977-01-14 | Nec Corp | Rubidium-atom oscillator |
| JPS52146195A (en) * | 1976-05-31 | 1977-12-05 | Fujitsu Ltd | Atomic oscillator |
-
1982
- 1982-06-28 JP JP10998882A patent/JPS592387A/en active Granted
Patent Citations (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 |
| JPS5219096A (en) * | 1975-08-05 | 1977-01-14 | Nec Corp | Rubidium-atom oscillator |
| JPS52146195A (en) * | 1976-05-31 | 1977-12-05 | Fujitsu Ltd | Atomic oscillator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6364911B2 (en) | 1988-12-14 |
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