JP2000261062A - ルビジウム原子発振器 - Google Patents
ルビジウム原子発振器Info
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- JP2000261062A JP2000261062A JP11065607A JP6560799A JP2000261062A JP 2000261062 A JP2000261062 A JP 2000261062A JP 11065607 A JP11065607 A JP 11065607A JP 6560799 A JP6560799 A JP 6560799A JP 2000261062 A JP2000261062 A JP 2000261062A
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- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ルビジウムランプを小型化して光量が低下し
た場合でも、周波数安定性の低下を抑制することのでき
るルビジウム原子発振器を提供する。 【解決手段】 ルビジウムガスセル５を収容したキャビ
ティ１の内壁部に光反射部２を設けたので、入射ルビジ
ウムランプ光７は反射されてルビジウムガスセル５を複
数回通過することができ、入射ルビジウムランプ光７の
光量を見かけ上増加させることができる。これにより、
ルビジウムガスセル５内におけるルビジウム原子の光吸
収量の低下を防ぐことができ、受光素子６に到達するル
ビジウムランプ光の周波数安定性の低下を抑制すること
ができるとともに、入射ルビジウムランプ光７を高効率
で利用することができる。
た場合でも、周波数安定性の低下を抑制することのでき
るルビジウム原子発振器を提供する。 【解決手段】 ルビジウムガスセル５を収容したキャビ
ティ１の内壁部に光反射部２を設けたので、入射ルビジ
ウムランプ光７は反射されてルビジウムガスセル５を複
数回通過することができ、入射ルビジウムランプ光７の
光量を見かけ上増加させることができる。これにより、
ルビジウムガスセル５内におけるルビジウム原子の光吸
収量の低下を防ぐことができ、受光素子６に到達するル
ビジウムランプ光の周波数安定性の低下を抑制すること
ができるとともに、入射ルビジウムランプ光７を高効率
で利用することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ルビジウム原子発
振器に関する。
振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ポンピング法を用いたルビジウム原子
発振器は、高度な周波数安定性を有する高精度な発振器
として知られている。
発振器は、高度な周波数安定性を有する高精度な発振器
として知られている。
【０００３】図３は、従来の代表的なルビジウム原子発
振器を示している。このルビジウム原子発振器は、ルビ
ジウムランプ３と、キャビティ１、ルビジウムガスセル
５及び受光素子６からなる原子共鳴部によって構成され
ている。
振器を示している。このルビジウム原子発振器は、ルビ
ジウムランプ３と、キャビティ１、ルビジウムガスセル
５及び受光素子６からなる原子共鳴部によって構成され
ている。
【０００４】図３において、７は、ルビジウムランプ３
から放出されキャビティ１内に入射された入射ルビジウ
ムランプ光を示している。ルビジウムランプ３から放出
されたルビジウムランプ光は、入射ルビジウムランプ光
７として円筒型の形状をなしているキャビティ１の一端
部に設けられた光入射孔４よりキャビティ１内に入射さ
れ、キャビティ１内に設けられたルビジウムガスセル５
を通過する。この際、ルビジウムガスセル５においてル
ビジウム原子の光吸収量が最大になるように、キャビテ
ィ１に図示しない一定周波数のマイクロ波を入力するこ
とにより前記ルビジウム原子とこのマイクロ波とを共鳴
させる。マイクロ波の一定周波数とは、ルビジウム原子
の共鳴周波数と一致する約６．８ＧＨｚである。図２は
ルビジウム原子の光吸収特性の一例を示す図であるが、
マイクロ波の周波数がルビジウム原子の共鳴周波数と一
致した時には、ルビジウム原子の光吸収量が最大とな
る。入射ルビジウムランプ光７を吸収したルビジウム原
子はポンピングされ、一定の周波数の光を放出する。そ
のために、ルビジウムガスセル５を通過した入射ルビジ
ウムランプ光７は、通過する前よりも周波数安定性の高
いルビジウムランプ光となって、キャビティ１内の他端
部に設けられた太陽電池等の受光素子６に到達し検出さ
れる。受光素子６は、検出した光量に応じた電気信号を
発生させ、この電気信号は装置外部へ出力される。
から放出されキャビティ１内に入射された入射ルビジウ
ムランプ光を示している。ルビジウムランプ３から放出
されたルビジウムランプ光は、入射ルビジウムランプ光
７として円筒型の形状をなしているキャビティ１の一端
部に設けられた光入射孔４よりキャビティ１内に入射さ
れ、キャビティ１内に設けられたルビジウムガスセル５
を通過する。この際、ルビジウムガスセル５においてル
ビジウム原子の光吸収量が最大になるように、キャビテ
ィ１に図示しない一定周波数のマイクロ波を入力するこ
とにより前記ルビジウム原子とこのマイクロ波とを共鳴
させる。マイクロ波の一定周波数とは、ルビジウム原子
の共鳴周波数と一致する約６．８ＧＨｚである。図２は
ルビジウム原子の光吸収特性の一例を示す図であるが、
マイクロ波の周波数がルビジウム原子の共鳴周波数と一
致した時には、ルビジウム原子の光吸収量が最大とな
る。入射ルビジウムランプ光７を吸収したルビジウム原
子はポンピングされ、一定の周波数の光を放出する。そ
のために、ルビジウムガスセル５を通過した入射ルビジ
ウムランプ光７は、通過する前よりも周波数安定性の高
いルビジウムランプ光となって、キャビティ１内の他端
部に設けられた太陽電池等の受光素子６に到達し検出さ
れる。受光素子６は、検出した光量に応じた電気信号を
発生させ、この電気信号は装置外部へ出力される。
【０００５】こうしたルビジウム原子発振器の性能は、
ルビジウムガスセル５を通過し受光素子６に到達する入
射ルビジウムランプ光７が、いかに周波数安定性の高い
ものであるかによって、大きく左右される。また、キャ
ビティ１内に入射されたルビジウムランプ光の全てが受
光素子６に到達するのではなく、ルビジウムガスセル５
内で減衰したり、受光素子６を外れた部位に到達したり
するので、受光素子６で検出されるルビジウムランプ光
の光量が入射されたルビジウムランプ光の光量に比べて
減少してしまうことは避けられない。そのため、ルビジ
ウムガスセル５には充分な光量のルビジウムランプ光が
入射されることが必要となる。
ルビジウムガスセル５を通過し受光素子６に到達する入
射ルビジウムランプ光７が、いかに周波数安定性の高い
ものであるかによって、大きく左右される。また、キャ
ビティ１内に入射されたルビジウムランプ光の全てが受
光素子６に到達するのではなく、ルビジウムガスセル５
内で減衰したり、受光素子６を外れた部位に到達したり
するので、受光素子６で検出されるルビジウムランプ光
の光量が入射されたルビジウムランプ光の光量に比べて
減少してしまうことは避けられない。そのため、ルビジ
ウムガスセル５には充分な光量のルビジウムランプ光が
入射されることが必要となる。
【０００６】ところで、昨今においては、ルビジウム原
子発振器にも小型であって性能にも優れたものが求めら
れるようになってきている。
子発振器にも小型であって性能にも優れたものが求めら
れるようになってきている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ルビジウム原
子発振器を小型化するためにルビジウムランプも小型化
すると、このルビジウムランプから放出されるルビジウ
ムランプ光の光量が低下することで、ルビジウムガスセ
ル内におけるルビジウム原子の光吸収特性が低下し光吸
収量が低下するという問題があった。図２の一例でいえ
ば、従来は符号ｂの光吸収特性を示していたものが、符
号ａの光吸収特性まで低下する。光吸収特性が低下する
ことで光吸収量が低下し、この光吸収量が低下すると、
ルビジウムガスセルを通過し受光素子に到達するルビジ
ウムランプ光の周波数安定性が低下するため、ひいては
ルビジウム原子発振器の性能そのものを低下させてい
た。
子発振器を小型化するためにルビジウムランプも小型化
すると、このルビジウムランプから放出されるルビジウ
ムランプ光の光量が低下することで、ルビジウムガスセ
ル内におけるルビジウム原子の光吸収特性が低下し光吸
収量が低下するという問題があった。図２の一例でいえ
ば、従来は符号ｂの光吸収特性を示していたものが、符
号ａの光吸収特性まで低下する。光吸収特性が低下する
ことで光吸収量が低下し、この光吸収量が低下すると、
ルビジウムガスセルを通過し受光素子に到達するルビジ
ウムランプ光の周波数安定性が低下するため、ひいては
ルビジウム原子発振器の性能そのものを低下させてい
た。
【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、ルビジウムランプを小型化して光量が低下した場合
でも、周波数安定性の低下を抑制して性能の低下を抑制
することの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。
で、ルビジウムランプを小型化して光量が低下した場合
でも、周波数安定性の低下を抑制して性能の低下を抑制
することの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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係るルビジウム
原子発振器は、入射された光の光量を見かけ上増加させ
るものであって、ルビジウムランプと、該ルビジウムラ
ンプからの入射ルビジウムランプ光を通過させるルビジ
ウムガスセルを収容したキャビティと、前記ルビジウム
ガスセルを通過した後の前記入射ルビジウムランプ光を
受光する受光素子とを備えてなるルビジウム原子発振器
において、前記キャビティの内壁部に光反射部を設けた
ことを特徴とする。
原子発振器は、入射された光の光量を見かけ上増加させ
るものであって、ルビジウムランプと、該ルビジウムラ
ンプからの入射ルビジウムランプ光を通過させるルビジ
ウムガスセルを収容したキャビティと、前記ルビジウム
ガスセルを通過した後の前記入射ルビジウムランプ光を
受光する受光素子とを備えてなるルビジウム原子発振器
において、前記キャビティの内壁部に光反射部を設けた
ことを特徴とする。
【００１０】これにより、受光素子を外れた部位に到達
した入射ルビジウムランプ光は、光反射部により反射さ
れてルビジウムガスセルを複数回通過することができ、
入射ルビジウムランプ光の光量を見かけ上増加させるこ
とができる。そのため、ルビジウムガスセル内における
ルビジウム原子の光吸収特性の低下を防ぐことで光吸収
量の低下を防ぐことができる。また、入射ルビジウムラ
ンプ光は光反射部によって複数回反射されるため、受光
素子に到達するルビジウムランプ光の光量の減少を抑制
することができる。
した入射ルビジウムランプ光は、光反射部により反射さ
れてルビジウムガスセルを複数回通過することができ、
入射ルビジウムランプ光の光量を見かけ上増加させるこ
とができる。そのため、ルビジウムガスセル内における
ルビジウム原子の光吸収特性の低下を防ぐことで光吸収
量の低下を防ぐことができる。また、入射ルビジウムラ
ンプ光は光反射部によって複数回反射されるため、受光
素子に到達するルビジウムランプ光の光量の減少を抑制
することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るルビジウム原
子発振器の実施形態について、図面を用いて説明する。
子発振器の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００１２】図１は、本発明に係るルビジウム原子発振
器を示している。このルビジウム原子発振器は、ルビジ
ウムランプ３と、キャビティ１、ルビジウムガスセル
５、受光素子６及び光反射部２からなる原子共鳴部によ
って構成されている。
器を示している。このルビジウム原子発振器は、ルビジ
ウムランプ３と、キャビティ１、ルビジウムガスセル
５、受光素子６及び光反射部２からなる原子共鳴部によ
って構成されている。
【００１３】光反射部２は、キャビティ１の内壁部のほ
ぼ全域にわたって設けられている。この光反射部２は、
ルビジウムランプ３からキャビティ１内に入射した入射
ルビジウムランプ光７を、高い反射率で反射させる。入
射ルビジウムランプ光７を高い反射率で反射させうるに
充分なものであれば、その材質等は特に問わない。ま
た、光反射部２の形成においても、反射板等の部材を接
着等の方法により張り付けることで形成するものでも、
コーティングやメッキ等の方法により薄膜状に形成する
ものでも良い。
ぼ全域にわたって設けられている。この光反射部２は、
ルビジウムランプ３からキャビティ１内に入射した入射
ルビジウムランプ光７を、高い反射率で反射させる。入
射ルビジウムランプ光７を高い反射率で反射させうるに
充分なものであれば、その材質等は特に問わない。ま
た、光反射部２の形成においても、反射板等の部材を接
着等の方法により張り付けることで形成するものでも、
コーティングやメッキ等の方法により薄膜状に形成する
ものでも良い。
【００１４】図１において、ルビジウムランプ３から放
出されたルビジウムランプ光は、円筒型の形状をなして
いるキャビティ１の一端部に設けられた光入射孔４より
キャビティ１内に入射ルビジウムランプ光７として入射
され、キャビティ１内に設けられたルビジウムガスセル
５を通過する。この際、ルビジウムガスセル５において
ルビジウム原子の光吸収量が最大になるように、キャビ
ティ１に図示しない一定周波数（約６．８ＧＨｚ）のマ
イクロ波を入力することにより、前記ルビジウム原子と
このマイクロ波とを共鳴させる。入射ルビジウムランプ
光７を吸収したルビジウム原子はポンピングされ、一定
の周波数の光を放出する。そのために、ルビジウムガス
セル５を通過した入射ルビジウムランプ光７は、通過す
る前よりも周波数安定性の高いルビジウムランプ光とな
って、キャビティ１内の他端部に設けられた太陽電池等
の受光素子６に到達し検出される。受光素子６は、検出
した光量に応じた電気信号を発生させ、この電気信号は
装置外部へ出力される。
出されたルビジウムランプ光は、円筒型の形状をなして
いるキャビティ１の一端部に設けられた光入射孔４より
キャビティ１内に入射ルビジウムランプ光７として入射
され、キャビティ１内に設けられたルビジウムガスセル
５を通過する。この際、ルビジウムガスセル５において
ルビジウム原子の光吸収量が最大になるように、キャビ
ティ１に図示しない一定周波数（約６．８ＧＨｚ）のマ
イクロ波を入力することにより、前記ルビジウム原子と
このマイクロ波とを共鳴させる。入射ルビジウムランプ
光７を吸収したルビジウム原子はポンピングされ、一定
の周波数の光を放出する。そのために、ルビジウムガス
セル５を通過した入射ルビジウムランプ光７は、通過す
る前よりも周波数安定性の高いルビジウムランプ光とな
って、キャビティ１内の他端部に設けられた太陽電池等
の受光素子６に到達し検出される。受光素子６は、検出
した光量に応じた電気信号を発生させ、この電気信号は
装置外部へ出力される。
【００１５】受光素子６を外れた部位に到達した入射ル
ビジウムランプ光７は、光反射部２により反射される。
これにより入射ルビジウムランプ光７はルビジウムガス
セル５を複数回通過することができ、入射ルビジウムラ
ンプ光７の光量を見かけ上増加させることができる。そ
のため、ルビジウムガスセル５内におけるルビジウム原
子の光吸収特性の低下を防ぐことで光吸収量の低下を防
ぐことができる。また、入射ルビジウムランプ光は光反
射部２によって複数回反射されるため、受光素子６に到
達するルビジウムランプ光の光量の減少を抑制すること
ができる。
ビジウムランプ光７は、光反射部２により反射される。
これにより入射ルビジウムランプ光７はルビジウムガス
セル５を複数回通過することができ、入射ルビジウムラ
ンプ光７の光量を見かけ上増加させることができる。そ
のため、ルビジウムガスセル５内におけるルビジウム原
子の光吸収特性の低下を防ぐことで光吸収量の低下を防
ぐことができる。また、入射ルビジウムランプ光は光反
射部２によって複数回反射されるため、受光素子６に到
達するルビジウムランプ光の光量の減少を抑制すること
ができる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るルビ
ジウム原子発振器によれば、ルビジウムガスセル内にお
けるルビジウム原子の光吸収特性の低下を防ぐことで光
吸収量の低下を防ぐことができ、受光素子に到達するル
ビジウムランプ光の周波数安定性の低下を抑制すること
ができるとともに、入射ルビジウムランプ光を高効率で
利用することができる。したがって、ルビジウムランプ
を小型化して放出される光の光量が低下しても、ルビジ
ウム原子発振器の性能の低下を抑制させることができ、
小型で高性能なルビジウム原子発振器を市場に提供する
ことができる。
ジウム原子発振器によれば、ルビジウムガスセル内にお
けるルビジウム原子の光吸収特性の低下を防ぐことで光
吸収量の低下を防ぐことができ、受光素子に到達するル
ビジウムランプ光の周波数安定性の低下を抑制すること
ができるとともに、入射ルビジウムランプ光を高効率で
利用することができる。したがって、ルビジウムランプ
を小型化して放出される光の光量が低下しても、ルビジ
ウム原子発振器の性能の低下を抑制させることができ、
小型で高性能なルビジウム原子発振器を市場に提供する
ことができる。
【図１】 本発明に係るルビジウム原子発振器の実施の
形態を示す概略断面図である。
形態を示す概略断面図である。
【図２】 ルビジウム原子の光吸収特性の一例を示すグ
ラフ図である。
ラフ図である。
【図３】 従来のルビジウム原子発振器の一例を示す概
略断面図である。
略断面図である。
１ キャビティ ２ 光反射部 ３ ルビジウムランプ ５ ルビジウムガスセル ６ 受光素子 ７ 入射ルビジウムランプ光
Claims (1)
- 【請求項１】 ルビジウムランプと、該ルビジウムラン
プからの入射ルビジウムランプ光を通過させるルビジウ
ムガスセルを収容したキャビティと、前記ルビジウムガ
スセルを通過した後の前記入射ルビジウムランプ光を受
光する受光素子とを備えてなるルビジウム原子発振器に
おいて、前記キャビティの内壁部に光反射部を設けたこ
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 |
|---|---|---|---|
| JP11065607A JP2000261062A (ja) | 1999-03-11 | 1999-03-11 | ルビジウム原子発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11065607A JP2000261062A (ja) | 1999-03-11 | 1999-03-11 | ルビジウム原子発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000261062A true JP2000261062A (ja) | 2000-09-22 |
Family
ID=13291879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11065607A Pending JP2000261062A (ja) | 1999-03-11 | 1999-03-11 | ルビジウム原子発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000261062A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111044560A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-04-21 | 北京航天控制仪器研究所 | 一种快速评估原子气室寿命的方法 |
-
1999
- 1999-03-11 JP JP11065607A patent/JP2000261062A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111044560A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-04-21 | 北京航天控制仪器研究所 | 一种快速评估原子气室寿命的方法 |
| CN111044560B (zh) * | 2019-12-09 | 2022-04-12 | 北京航天控制仪器研究所 | 一种快速评估原子气室寿命的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030212 |