JPS646549B2 - - Google Patents
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- JPS646549B2 JPS646549B2 JP17712281A JP17712281A JPS646549B2 JP S646549 B2 JPS646549 B2 JP S646549B2 JP 17712281 A JP17712281 A JP 17712281A JP 17712281 A JP17712281 A JP 17712281A JP S646549 B2 JPS646549 B2 JP S646549B2
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- Japan
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- section
- rubidium
- lamp
- gas cell
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- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 claims description 42
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04F—TIME-INTERVAL MEASURING
- G04F5/00—Apparatus for producing preselected time intervals for use as timing standards
- G04F5/14—Apparatus for producing preselected time intervals for use as timing standards using atomic clocks
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (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し、特にルビジウムラン
プ部の温度制御構造に関する。
ビジウム原子発振器に関し、特にルビジウムラン
プ部の温度制御構造に関する。
従来のガスセル形ルビジウム原子発振器は、光
―マイクロ波共鳴部のルビジウムランプ部とルビ
ジウムガスセル部とを独立した別々の温度制御器
およびヒータによつて別々に温度制御している。
そして、ルビジウムランプ部は、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℃に制御されている。ルビジウムラン
プは、そのスペクトル強度の温度安定化を図るた
め、金属類（Al，Cu等）で作られた収容箱すな
わちランプハウスに収容され、上記ランプハウス
を加熱するために比較的大きな発熱体（ワイヤー
ヒーター，薄膜の板状ヒーター等）が使用されて
いる。しかし、ランプ部の熱容量が、セル部に比
較して小さいため、外気の温度変化に影響され易
く、外気温度変化によりルビジウム原子発振器の
性能を劣化させる欠点がある。又、ランプ部とセ
ル部とを独立した収容箱に収容し、別々に温度制
御しているため、熱効率が悪いという欠点があ
る。また、小型化に不利である。
―マイクロ波共鳴部のルビジウムランプ部とルビ
ジウムガスセル部とを独立した別々の温度制御器
およびヒータによつて別々に温度制御している。
そして、ルビジウムランプ部は、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℃に制御されている。ルビジウムラン
プは、そのスペクトル強度の温度安定化を図るた
め、金属類（Al，Cu等）で作られた収容箱すな
わちランプハウスに収容され、上記ランプハウス
を加熱するために比較的大きな発熱体（ワイヤー
ヒーター，薄膜の板状ヒーター等）が使用されて
いる。しかし、ランプ部の熱容量が、セル部に比
較して小さいため、外気の温度変化に影響され易
く、外気温度変化によりルビジウム原子発振器の
性能を劣化させる欠点がある。又、ランプ部とセ
ル部とを独立した収容箱に収容し、別々に温度制
御しているため、熱効率が悪いという欠点があ
る。また、小型化に不利である。
本発明の目的は、上述の従来の欠点を解決し、
熱安定が良く、小消費電力で小型化に適するルビ
ジウム原子発振器を提供することにある。
熱安定が良く、小消費電力で小型化に適するルビ
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、ルビ
ジウムガスセル部、該ガスセル部を内包する空洞
共振器を含む光―マイクロ波共鳴部と、前記ルビ
ジウムランプ部を所定温度に保つ第１の温度制御
部と、前記ルビジウムガスセル部を上記とは別の
所定温度に保つ第２の温度制御部と、上記光―マ
イクロ波共鳴部の光検出出力によりマイクロ波を
発生させて該マイクロ波出力によつて前記ルビジ
ウムガスセル部にマイクロ波エネルギーを供給す
る回路構成部とを備え、前記空洞共振器又はその
外壁に前記ルビジウムランプ部を収容できるラン
プ光導入管を突設し、前記ルビジウムランプ部を
上記ランプ光導入管の内部に配設したルビジウ原
子発振器において、 前記第１の温度制御部は温度制御器とトランジ
スタヒータから構成され、該トランジスタヒータ
は前記ルビジウムランプ部と一体に固着されたこ
とを特徴とする。
ジウムガスセル部、該ガスセル部を内包する空洞
共振器を含む光―マイクロ波共鳴部と、前記ルビ
ジウムランプ部を所定温度に保つ第１の温度制御
部と、前記ルビジウムガスセル部を上記とは別の
所定温度に保つ第２の温度制御部と、上記光―マ
イクロ波共鳴部の光検出出力によりマイクロ波を
発生させて該マイクロ波出力によつて前記ルビジ
ウムガスセル部にマイクロ波エネルギーを供給す
る回路構成部とを備え、前記空洞共振器又はその
外壁に前記ルビジウムランプ部を収容できるラン
プ光導入管を突設し、前記ルビジウムランプ部を
上記ランプ光導入管の内部に配設したルビジウ原
子発振器において、 前記第１の温度制御部は温度制御器とトランジ
スタヒータから構成され、該トランジスタヒータ
は前記ルビジウムランプ部と一体に固着されたこ
とを特徴とする。
なお、ここで、トランジスタヒータは、トラン
ジスタの発熱現象を利用するもので、ベース電流
でコレクタ電流量を制御することによりその発熱
量を制御できる。
ジスタの発熱現象を利用するもので、ベース電流
でコレクタ電流量を制御することによりその発熱
量を制御できる。
次に、本発明について、図面を参照して詳細に
説明する。
説明する。
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、光―マイクロ波共鳴部１３は、ル
ビジウムランプ１、トランジスタヒータ２、フイ
ルターセル３、ルビジウムガスセル４、空洞共振
器５、ヒータ６、励振コイル７、励振器８、第１
の温度制御器９、第２の温度制御器１０、太陽電
池１１、ランプ取付台１２、ランプ光導入管１４
等を内蔵し、太陽電池１１の出力を回路構成部１
５に入力させ、回路構成部１５の出力するマイク
ロ波によつてガスセル４にマイクロ波エネルギー
を供給している。回路構成部１５は、従来のもの
と全く同一であり、ランプ部１、ガスセル４、等
から成る光―マイクロ波共鳴部１３と回路構成部
１５の発振動作および発振機構は従来と全く同一
であり、説明は省略する。しかし、本実施例で
は、ルビジウムランプ１は、励振コイル７が埋設
されたランプ取付台１２に取付けて、光導入管１
４内に収容されている。光導入管１４は、ガスセ
ル４を内包する空洞共振器５から円筒状に突設
し、該導入管内のランプ１とガスセル４との中間
にはフイルターセル３が介装されている。空洞共
振器５は、ヒータ６で巻回され、ヒータ６は第２
の温度制御器１０によつて電流が制御され、ガス
セル部を含み空洞共振器５およびランプ光導入管
１４の内部は約70℃に制御されている。従つて、
ランプ１の周囲温度は、外気温度にかかわらず常
に約70℃である。上記ヒータ６おおよび温度制御
器１０で第２の温度制御部を構成している。そし
て、ランプ１の後部にトランジスタヒータ２を固
着し、トランジスタヒータ２は第１の温度制御器
９によつて電流が制御され、約100℃に保持され
る。従つて、ランプ１も約100℃に保たれる。ラ
ンプ１の周囲温度は、前述したように約70℃であ
るから、100℃に保つためのトランジスタ２の発
熱量は僅少で足りる。また、ランプ１の温度が、
外気温度の変化によつて不安定になることがな
い。すなわち、小消費電力で安定した温度制御が
できるという効果がある。又、ランプ１とトラン
ジスタ発熱体２とは一体にされてランプ光導入管
１４内に収容されているから、全体として小型化
に有利である。
る。すなわち、光―マイクロ波共鳴部１３は、ル
ビジウムランプ１、トランジスタヒータ２、フイ
ルターセル３、ルビジウムガスセル４、空洞共振
器５、ヒータ６、励振コイル７、励振器８、第１
の温度制御器９、第２の温度制御器１０、太陽電
池１１、ランプ取付台１２、ランプ光導入管１４
等を内蔵し、太陽電池１１の出力を回路構成部１
５に入力させ、回路構成部１５の出力するマイク
ロ波によつてガスセル４にマイクロ波エネルギー
を供給している。回路構成部１５は、従来のもの
と全く同一であり、ランプ部１、ガスセル４、等
から成る光―マイクロ波共鳴部１３と回路構成部
１５の発振動作および発振機構は従来と全く同一
であり、説明は省略する。しかし、本実施例で
は、ルビジウムランプ１は、励振コイル７が埋設
されたランプ取付台１２に取付けて、光導入管１
４内に収容されている。光導入管１４は、ガスセ
ル４を内包する空洞共振器５から円筒状に突設
し、該導入管内のランプ１とガスセル４との中間
にはフイルターセル３が介装されている。空洞共
振器５は、ヒータ６で巻回され、ヒータ６は第２
の温度制御器１０によつて電流が制御され、ガス
セル部を含み空洞共振器５およびランプ光導入管
１４の内部は約70℃に制御されている。従つて、
ランプ１の周囲温度は、外気温度にかかわらず常
に約70℃である。上記ヒータ６おおよび温度制御
器１０で第２の温度制御部を構成している。そし
て、ランプ１の後部にトランジスタヒータ２を固
着し、トランジスタヒータ２は第１の温度制御器
９によつて電流が制御され、約100℃に保持され
る。従つて、ランプ１も約100℃に保たれる。ラ
ンプ１の周囲温度は、前述したように約70℃であ
るから、100℃に保つためのトランジスタ２の発
熱量は僅少で足りる。また、ランプ１の温度が、
外気温度の変化によつて不安定になることがな
い。すなわち、小消費電力で安定した温度制御が
できるという効果がある。又、ランプ１とトラン
ジスタ発熱体２とは一体にされてランプ光導入管
１４内に収容されているから、全体として小型化
に有利である。
第２図は、上記実施例に使用したトランジスタ
発熱器２おおよびルビジウムランプ１を示す斜視
図、第３図は空洞共振器５等を示す斜視図であ
る。第２図において、ルビジウムランプ１は、ト
ランジスタ発熱体２が埋設されたヒートシンク１
６に密着固定されており、発熱体２とヒートシン
ク１６はランプ１の取付金具として共用されてい
る。又、第３図から理解されるように、ルビジウ
ムランプ１は、ランプ光導入管１４内に実装され
ている。また、空洞共振器５の周囲には加熱用ヒ
ータ６が巻回されて第２の温度制御器１０によつ
て約70℃に制御されている。従つて、ランプ１の
周囲温度は前述のように約70℃で安定している。
発熱器２おおよびルビジウムランプ１を示す斜視
図、第３図は空洞共振器５等を示す斜視図であ
る。第２図において、ルビジウムランプ１は、ト
ランジスタ発熱体２が埋設されたヒートシンク１
６に密着固定されており、発熱体２とヒートシン
ク１６はランプ１の取付金具として共用されてい
る。又、第３図から理解されるように、ルビジウ
ムランプ１は、ランプ光導入管１４内に実装され
ている。また、空洞共振器５の周囲には加熱用ヒ
ータ６が巻回されて第２の温度制御器１０によつ
て約70℃に制御されている。従つて、ランプ１の
周囲温度は前述のように約70℃で安定している。
以上のように、本発明においては、ガスセル部
を内包する空洞共振器又はその外壁から筒状のラ
ンプ光導入管を突設し、その内部にルビジウムラ
ンプ部を設けた構造において、そのルビジウムラ
ンプの後部にトランジスタ発熱体を密接固定し
て、ルビジウムランプの温度を制御するように構
成したため、ルビジウムランプの温度制御機構が
小型化かつ簡易になりしかも全体として小消費電
力で安定した温度制御を行うことができる。
を内包する空洞共振器又はその外壁から筒状のラ
ンプ光導入管を突設し、その内部にルビジウムラ
ンプ部を設けた構造において、そのルビジウムラ
ンプの後部にトランジスタ発熱体を密接固定し
て、ルビジウムランプの温度を制御するように構
成したため、ルビジウムランプの温度制御機構が
小型化かつ簡易になりしかも全体として小消費電
力で安定した温度制御を行うことができる。
このため、ルビジウムランプのスペクトル強度
が安定し、発振器の特性が向上し、また、ルビジ
ウム原子発振器の構造を簡単で小型化にすること
ができる。
が安定し、発振器の特性が向上し、また、ルビジ
ウム原子発振器の構造を簡単で小型化にすること
ができる。
第１図は本発明の一実施例を示す概念図、第２
図は上記実施例のルビジウムランプおよびトラン
ジスタ発熱体を示す斜視図、第３図は上記実施例
の空洞共振器、光導入管およびランプ等の位置関
係を示す斜視図である。 図において、１……ルビジウムランプ、２……
トランジスタ発熱体、３……フイルターセル、４
……ガスセル、５……空洞共振器、６……加熱用
ヒータ、７……励振コイル、８……励振器、９…
…第１の温度制御器、１０……第２の温度制御
器、１１……太陽電池、１２……ランプ取付台、
１３……光―マイクロ波共鳴部、１４……ランプ
光導入管、１５……回路構成部、１６……ヒート
シンク。
図は上記実施例のルビジウムランプおよびトラン
ジスタ発熱体を示す斜視図、第３図は上記実施例
の空洞共振器、光導入管およびランプ等の位置関
係を示す斜視図である。 図において、１……ルビジウムランプ、２……
トランジスタ発熱体、３……フイルターセル、４
……ガスセル、５……空洞共振器、６……加熱用
ヒータ、７……励振コイル、８……励振器、９…
…第１の温度制御器、１０……第２の温度制御
器、１１……太陽電池、１２……ランプ取付台、
１３……光―マイクロ波共鳴部、１４……ランプ
光導入管、１５……回路構成部、１６……ヒート
シンク。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ルビジウムランプ部、ルビジウムガスセル
部、該ガスセル部を内包する空洞共振器を含む光
―マイクロ波共鳴部と、 前記ルビジウムランプ部を所定温度に保つ第１
の温度制御部と、 前記ルビジウムガスセル部を上記とは別の所定
温度に保つ第２の温度制御部と、 上記光―マイクロ波共鳴部の光検出出力により
マイクロ波を発生させて該マイクロ波出力によつ
て前記ルビジウムガスセル部にマイクロ波エネル
ギーを供給する回路構成部と を備え、 前記空洞共振器又はその外壁に前記ルビジウム
ランプ部を収容できるランプ光導入管を突設し、 前記ルビジウムランプ部を上記ランプ光導入管
の内部に配設した ルビジウム原子発振器において、 前記第１の温度制御部は温度制御器とトランジ
スタヒータから構成され、該トランジスタヒータ
は前記ルビジウムランプ部と一体に固着されたこ
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 |
|---|---|---|---|
| JP17712281A JPS5879781A (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | ルビジウム原子発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17712281A JPS5879781A (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | ルビジウム原子発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5879781A JPS5879781A (ja) | 1983-05-13 |
| JPS646549B2 true JPS646549B2 (ja) | 1989-02-03 |
Family
ID=16025544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17712281A Granted JPS5879781A (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | ルビジウム原子発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5879781A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4725429B2 (ja) * | 2006-06-12 | 2011-07-13 | エプソントヨコム株式会社 | 原子発振器及び原子発振器の温度制御方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4827518A (ja) * | 1971-08-16 | 1973-04-11 | ||
| JPS4857592A (ja) * | 1971-11-20 | 1973-08-13 | ||
| JPS5843938B2 (ja) * | 1975-08-05 | 1983-09-30 | 日本電気株式会社 | ルビジウムゲンシハツシンキ |
| JPS5449097A (en) * | 1977-09-27 | 1979-04-18 | Fujitsu Ltd | Atomic oscillator |
-
1981
- 1981-11-06 JP JP17712281A patent/JPS5879781A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5879781A (ja) | 1983-05-13 |
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