JP2001156635A - ルビジウム原子発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 交換機や伝送装置等の基準クロック用発振源
等に使用されるルビジウム原子発振器に関し、ルビジウ
ム原子発振器の共鳴セルを設定温度に保つことができる
環境温度の上限を上昇させ、使用可能な環境温度範囲を
拡大する。 【解決手段】 ルビジウム原子発振器の空胴共振器１−
２を、その周囲のヒータ線電流を制御して共鳴セルを設
定温度に保つルビジウム原子発振器において、環境温度
が上昇し、ヒータ線電流によっては設定温度を制御でき
ない場合に、空胴共振器の環境温度に応じて変形するバ
イメタル等の接触板１−１により、空胴共振器と放熱器
１−３とを接触させ、空胴共振器の熱容量を大きくして
放熱性を高める。また、空胴共振器の温度上昇を煽るラ
ンプハウスの温度を低下させ、また、空胴共振器の温度
上昇による共鳴周波数のずれを、空胴共振器に加える静
磁界を変化させることにより補正する手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ルビジウム原子発
振器に関し、特に、使用環境温度範囲の広い広温度範囲
型ルビジウム原子発振器に関する。ルビジウム原子発振
器は、ルビジウム原子の共鳴周波数を基準として水晶発
振器の周波数を制御する発振器で、安定性が良く、交換
機や伝送装置等における基準クロック用発振源等に使用
されている。

【０００２】ルビジウム原子発振器の基本構成を図７に
示す。ルビジウム原子発振器は、ＯＭＵ（Optical Micr
owave Unit）と称される原子共鳴器７−１内に、ランプ
ハウス７−２、空胴共振器（キャビティ）７−３、共鳴
セル７−４、光検出器７−５を備える。

【０００３】そして、ランプハウス７−２のランプの光
を空胴共振器７−３内の共鳴セル７−４に入射するとと
もに、共鳴セル７−４にマイクロ波を加え、共鳴セル７
−４の通過により吸収されたランプハウス７−２のラン
プの光量を光検出器７−５により検出する。

【０００４】共鳴セル７−４から放出され、光検出器７
−５により検出されるランプの光量は、共鳴セル７−４
に加えるマイクロ波の周波数によって変化し、共鳴セル
７−４の共鳴周波数のマイクロ波を加えたときに、極端
に多く吸収される光吸収特性を有し、この光吸収特性を
利用して光検出器７−５の検出出力を基に、前述のマイ
クロ波の周波数を制御し、安定した周波数の発振周波数
を取り出すことができる。

【０００５】ランプハウス７−２内にはルビジウムラン
プ７−６が取り付けられ、該ルビジウムランプ７−６は
ガラス球の中にルビジウム原子が封入され、電磁波が印
加されると基底状態から励起されて放電し、光を放射す
る。共鳴セル７−４はルビジウム原子が充填され、ルビ
ジウムランプ７−６から放射される光を吸収するが、吸
収する光量は印加されるマイクロ波の周波数に依存す
る。

【０００６】図８は共鳴セルの光吸収特性を示し、横軸
は共鳴セルに印加するマイクロ波の周波数を、縦軸は光
検出器の出力電流を表している。同図に示すように、共
鳴セルは特定のマイクロ波周波数ｆ₀ の共鳴し、極端に
多い光量を吸収する特性を示すため、光検出器７−５の
出力電流はこのマイクロ波周波数ｆ₀ の近辺で急激に低
下する。

【０００７】空胴共振器（キャビティ）７−３は、その
内部にマイクロ波が減衰することなく定在（存在）し得
るように設けられる。共鳴セル７−４の光吸収量が極端
に多くなるマイクロ波周波数ｆ₀ は、安定的に一定の周
波数であり、且つその周波数幅が狭小であるため、該マ
イクロ波周波数ｆ₀ を基準に、安定した発振周波数を抽
出することができる。

【０００８】図７において、光検出器７−５の光量検出
出力を信号増幅器７−７により増幅し、該増幅出力を周
波数制御回路７−８に入力する。周波数制御回路７−８
は低周波発振器７−９と共にサーボ回路を構成し、信号
増幅器７−７からの出力電圧に応じて電圧制御水晶発振
器７−１０の発振周波数を制御する。

【０００９】電圧制御水晶発振器７−１０の出力は、基
準クロック信号として各種の装置に出力されるととも
に、周波数合成器７−１１に入力され、周波数合成器７
−１１は電圧制御水晶発振器７−１０の出力信号周波数
を基に、共鳴セル７−４に印加するマイクロ波の周波数
を合成する。

【００１０】また、空胴共振器（キャビティ）７−３の
周囲には、共鳴セル７−４に静磁界を加えるためのコイ
ル（Ｃ−ＦＩＥＬＤコイル）７−１２が巻回され、該静
磁界コイル（Ｃ−ＦＩＥＬＤコイル）７−１２の電流
は、静磁界（Ｃ−ＦＩＥＬＤ）制御回路７−１３により
制御される。共鳴セル７−４に加える静磁界の強さによ
って、前述の共鳴セル７−４の共鳴マイクロ周波数ｆ₀
が変動する。

【００１１】また、共鳴セル７−４の共鳴マイクロ周波
数ｆ₀ が、加えられる静磁界によって変動することか
ら、地磁気等による外部磁気の影響を取り除くために、
ルビジウム原子共鳴器７−１は、パーマロイ等による二
重の磁気シールド構造により磁気遮蔽が行われる。更
に、各機器や各回路に電源を供給する入力電源７−１４
及びレギュレータ７−１５が備えられている。

【００１２】

【従来の技術】前述したルビジウム原子発振器におい
て、ランプハウス７−２及び空胴共振器（キャビティ）
７−３には、それぞれヒータ線（図示省略）が巻回さ
れ、それらのヒータ線に、それぞれ温度制御回路７−１
６、７−１７により制御される電流を流すことによって
加熱し、ランプハウス７−２及び空胴共振器（キャビテ
ィ）７−３の温度をそれぞれ所定の温度に保っている。

【００１３】ランプハウス７−２内のルビジウムランプ
７−６及び空胴共振器（キャビティ）７−３内の共鳴セ
ル７−４は、それぞれ最良の特性が得られる設定温度に
維持され、例えばルビジウムランプは９０〜１００度
Ｃ、共鳴セルは７０〜７５度Ｃに保っている。

【００１４】ランプハウス７−２を所定の設定温度に保
つことにより、ルビジウムランプから効率よく発光し、
共鳴セル７−４を所定の設定温度に保つことにより、所
定の共鳴マイクロ周波数ｆ₀ が得られる。

【００１５】図９は共鳴セルを７０〜７５度Ｃに保つた
めの環境温度に応じた空胴共振器（キャビティ）のヒー
タ電流を示している。同図に示すように、空胴共振器
（キャビティ）の周囲の環境温度が上昇するにつれて、
空胴共振器（キャビティ）のヒータ電流を小さくし加え
る熱量を減少させる。

【００１６】共鳴セルはランプハウス部の熱やレギュレ
ータの損失熱等、周囲の熱源に煽られて上昇するため、
図９に示すように空胴共振器（キャビティ）の環境温度
が共鳴セルの設定温度（７０〜７５度Ｃ）に到達する前
に５０度Ｃ付近で、空胴共振器（キャビティ）のヒータ
線に流す電流を零としている。

【００１７】図９に示す例では共鳴セルが周囲の熱源か
ら２０〜２５度Ｃ分の熱の煽りを受け、約５０度Ｃ以上
の環境温度になると、空胴共振器（キャビティ）及び共
鳴セルの温度を適正な温度に制御することが不可能とな
ってしまう。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】従来の共鳴セルの温度
制御は、空胴共振器（キャビティ）に巻き付けたヒータ
線に電流を流して所定の温度まで加熱して制御する方法
であるため、空胴共振器（キャビティ）がランプハウス
の熱やレギュレータ等の損失による熱に煽られて上昇す
る温度分を、共鳴セル設定温度から差し引いた温度が、
環境温度の上限温度となっていた。

【００１９】そして、ルビジウム原子発振器を他の機器
や回路と共に小型化、高密度実装化しようとすると、熱
がこもって空胴共振器（キャビティ）周囲の環境温度が
上昇し、前述の上限温度を越えてしまうため、共鳴セル
の設定温度の制御が不可能になり、装置の小型化、高密
度実装化を阻害する要因の一つになっていた。

【００２０】本発明は、ルビジウム原子発振器の共鳴セ
ルを設定温度に制御することができる環境温度の上限を
上昇させ、ルビジウム原子発振器の使用可能な環境温度
範囲の拡大化を図ることを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明のルビジウム原子
発振器は、（１）ルビジウム原子発振器の空胴共振器
を、該空胴共振器の周囲に設けたヒータ線の電流を制御
して、設定温度に保つルビジウム原子発振器において、
該空胴共振器の環境温度を検知し、該環境温度に応じて
該空胴共振器の熱容量を変化させる構成を備えたもので
ある。

【００２２】また、（２）バイメタル又は形状記憶合金
により前記空胴共振器の環境温度を検知し、該検知温度
に応じて該バイメタル又は形状記憶合金により前記空胴
共振器と放熱器とを接触又は非接触させ、該空胴共振器
の熱容量を変化させる構成を備えたものである。

【００２３】また、（３）前記空胴共振器の環境温度に
応じて駆動される電動機を備え、該電動機は放熱器を駆
動し、前記空胴共振器と該放熱器とを接触又は非接触さ
せ、該空胴共振器の熱容量を変化させる構成を備えたも
のである。

【００２４】また、（４）前記空胴共振器の周囲に設け
たヒータ線の電流値を検出する手段を備え、該ヒータ線
の電流値により該空胴共振器の環境温度を検知して空胴
共振器の熱容量を変化させるものである。

【００２５】また、（５）ルビジウム原子発振器の空胴
共振器を、該空胴共振器の周囲に設けたヒータ線の電流
を制御して、設定温度に保つルビジウム原子発振器にお
いて、該空胴共振器の環境温度を検知する手段と、該空
胴共振器の周囲に配置され、該空胴共振器の温度上昇に
影響を及ぼす熱源となる装置の温度を、該空胴共振器の
環境温度によって変化させる手段と、を備えたものであ
る。

【００２６】また、（６）ルビジウム原子発振器の空胴
共振器を、該空胴共振器の周囲に設けたヒータ線の電流
を制御して、設定温度に保つルビジウム原子発振器にお
いて、該空胴共振器の環境温度を検知する手段と、該空
胴共振器の環境温度に応じて、該空胴共振器に加える静
磁界を変化させる手段と、を備えたものである。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明は、大別して以下の(i) 、
(ii)及び(iii) の三通りの手段の一つ又はそれらを組合
わせた手段により、ルビジウム原子発振器の使用環境温
度範囲を拡大させるものである。

【００２８】(i) 環境温度によって空胴共振器（キャビ
ティ）の熱容量を変化させ、高温時には空胴共振器（キ
ャビティ）の放熱性を良くし、共鳴セルの設定温度を適
正に制御することができる環境温度の上限を上昇させ
る。

【００２９】(ii)共鳴セルの温度に影響を与える発熱源
であるランプハウス部等の熱容量、設定温度又は回路電
力を環境温度によって変化させ、共鳴セルの設定温度を
適正に制御することができる環境温度の上限を上昇させ
る。

【００３０】(iii) 共鳴セルに加える静磁界（Ｃ−Ｆｉ
ｅｌｄ）を環境温度によって変化させ、共鳴セルの設定
温度のずれによる共鳴マイクロ波周波数ｆ₀ のずれを補
正し、ルビジウム発振器の使用環境温度の上限を上昇さ
せる。

【００３１】上記(i) 乃至(iii) の本発明の各実施形態
を、実施例に基づき図面を参照して以下に説明する。先
ず、上記(i) の環境温度によって空胴共振器（キャビテ
ィ）の熱容量を変化させ、高温時に空胴共振器（キャビ
ティ）の放熱性を良くした実施形態について説明する。

【００３２】図１は(i) の空胴共振器（キャビティ）の
熱容量を変化させる実施形態の第１の実施例を示す。温
度によって形状が変化するバイメタル又は形状記憶合金
等の接触板１−１を、空胴共振器（キャビティ）１−２
に取り付け、空胴共振器（キャビティ）１−２の環境温
度が上昇し、共鳴セルの設定温度をヒータ電流によって
は制御できない高温状態（前述の図９に示した例では約
５０度Ｃ以上）になった場合に、該接触板１−１が変形
し、該該接触板１−１を介して空胴共振器（キャビテ
ィ）１−２と放熱板等の放熱器１−３とが接触するよう
に構成する。

【００３３】環境温度の上昇時に、空胴共振器（キャビ
ティ）１−２を放熱器１−３と接触させ、空胴共振器
（キャビティ）１−２の放熱性を高め、空胴共振器（キ
ャビティ）１−２の温度上昇を抑えることにより、環境
温度の上限を拡張させたものである。

【００３４】なお、前述の接触板１−１を放熱器１−３
の方に取り付け、環境温度上昇時に該接触板１−１が空
胴共振器（キャビティ）１−２へ接触するように構成し
てもよく、また、放熱器１−３自体を温度によって変形
する接触板とし、環境温度上昇時に放熱器１−３自体が
空胴共振器（キャビティ）１−２へ接触して空胴共振器
（キャビティ）１−２の熱容量を増大させる構成とする
こともできる。

【００３５】図２及び図３は上記(i) の空胴共振器（キ
ャビティ）の熱容量を変化させる実施形態の第２の実施
例を示す。図２に示すように、空胴共振器（キャビテ
ィ）のヒータ線２−１に流れる電流値を電流検出回路２
−２により検出し、該電流値を基に空胴共振器（キャビ
ティ）２−６の環境温度を検知し、該電流値に応じてモ
ータ制御回路２−３によりモータ２−４を制御し、モー
タ２−４に取り付けられた放熱器２−５を回転して移動
させ、空胴共振器（キャビティ）２−６に放熱器２−４
を接触させ、或いは接触した状態を非接触の状態とし、
空胴共振器（キャビティ）２−６の放熱性が環境温度上
昇時に高く、低温時には低くなるように構成したもので
ある。

【００３６】図３は図２に示したモータ２−４に取り付
けられた放熱器２−５及び空胴共振器（キャビティ）２
−６の断面図を示し、図３（ａ）は低温時の状態を、図
３（ｂ）は高温時の状態を示している。図３（ａ）に示
すように低温時は、モータに取り付けられた放熱器２−
５と空胴共振器（キャビティ）２−６とを非接触の状態
とし、空胴共振器（キャビティ）２−６の熱容量を小さ
くし、放熱性を低くする。

【００３７】これに対し、図３（ｂ）に示すように高温
時は、放熱器２−５をモータにより回転して移動させ、
放熱器２−５に設けた接触部２−５１と、空胴共振器
（キャビティ）２−６に設けた接触部２−６１とを接触
させ、空胴共振器（キャビティ）２−６の熱容量を大き
くし、空胴共振器（キャビティ）２−６の熱を放熱器２
−５から放射させ、空胴共振器（キャビティ）２−６の
放熱性を高める。

【００３８】図２において、空胴共振器（キャビティ）
のヒータ線２−１に流れる電流の制御について説明する
と、空胴共振器（キャビティ）２−６の環境温度をサー
ミスタ２−７により検知し、サーミスタ２−７の検知出
力を空胴共振器（キャビティ）温度制御回路２−８に入
力し、空胴共振器（キャビティ）温度制御回路２−８の
制御により、空胴共振器（キャビティ）２−６の環境温
度に応じたヒータ線電流を、トランジスタ２−９を介し
て供給する。

【００３９】前述の実施例において、空胴共振器（キャ
ビティ）の環境温度の検出を、電流検出回路２−２によ
るヒータ線電流値の検出で行っていたが、空胴共振器
（キャビティ）の環境温度の検出を、サーミスタ等の温
度センサを用いて行ってもよい。

【００４０】また、前述の空胴共振器（キャビティ）の
熱容量を変化させる第１及び第２の実施例の変形例とし
て、放熱器は最初から接触板又は接触部により空胴共振
器（キャビティ）に接触させておき、環境温度の上昇に
伴って接触板又は接触部が撓み、接触面積が増加するよ
うに構成し、空胴共振器（キャビティ）の環境温度に応
じて空胴共振器（キャビティ）と放熱器との接触面積が
連続的に変化する構成とすることもできる。

【００４１】次に、前述の(ii)の空胴共振器（キャビテ
ィ）の温度に影響を与える発熱源であるランプハウス部
等の熱容量、設定温度又は回路電力を環境温度によって
変化させる実施形態について説明する。

【００４２】図４はランプハウス部の熱容量、設定温度
又は回路電力を環境温度によって変化させる実施例を示
し、図２に示した実施例と同様に、空胴共振器（キャビ
ティ）のヒータ線２−１に流れる電流値を電流検出回路
２−２により検出し、該検出電流値をランプ温度制御回
路４−１に入力する。

【００４３】ランプ温度制御回路４−１は、電流検出回
路２−２から入力される検出電流値により空胴共振器
（キャビティ）の環境温度を検知し、該検出電流値に応
じて、前述の図３に示した空胴共振器（キャビティ）の
熱容量を変化させる手段と同様に、放熱器（図示省略）
を移動させて放熱器とランプハウスとを接触させ、或い
は接触状態を非接触状態になるようにする。

【００４４】このように、空胴共振器（キャビティ）の
環境温度が高いときは、ランプハウスに放熱器を接触さ
せ、ランプハウスの熱容量を大きくしてランプハウスの
温度を外部へ放熱することにより、ランプハウスの温度
を低下させ、ランプハウス温度の煽りによる空胴共振器
（キャビティ）の環境温度の上昇を抑え、共鳴セルの設
定温度を適正に制御することができる環境温度の上限を
上昇させることができる。

【００４５】図４に示した実施例では、空胴共振器（キ
ャビティ）のヒータ電流値を電流検出回路２−２でモニ
タし、この値に応じてランプハウスの設定温度を変化さ
せた実施例であるが、空胴共振器（キャビティ）の環境
温度の検出は、サーミスタ等の温度センサを用いて行っ
てもよい。

【００４６】また、ランプ温度制御回路４−１により、
ランプハウス部の設定温度自体又は回路電力を変化さ
せ、空胴共振器（キャビティ）の環境温度が高いとき
は、ランプハウス部の温度を低下させ、ランプハウス部
の温度の煽りによる空胴共振器（キャビティ）の温度の
上昇を防ぐ構成とすることもできる。

【００４７】ランプハウスの設定温度は前述したように
９０度Ｃ乃至１００度Ｃと高温で、且つ、ルビジウムラ
ンプの光を共鳴セルに効率よく入射させるために、ラン
プハウスを空胴共振器（キャビティ）に近づけて設置し
なければならず、空胴共振器（キャビティ）はランプハ
ウスからの熱の煽りを最も強く受ける。

【００４８】ルビジウム発振器の使用環境温度範囲の上
限は、空胴共振器（キャビティ）部の環境温度の上限で
定まるため、使用環境温度が高い場合に、ランプハウス
部の温度を下げることにより、共鳴セルの温度上昇を防
ぎ、ルビジウム発振器の使用環境温度範囲を拡大するこ
とができる。

【００４９】なお、ランプハウス部の温度を設定温度よ
り低下させると、ルビジウムランプの発光特性は多少低
下するが、ルビジウムランプの発光特性が多少低下して
も共鳴セルの設定温度を適正に保つことにより、安定し
た発振周波数を得ることができる。

【００５０】次に、前述の(iii) の共鳴セルに加える静
磁界（Ｃ−Ｆｉｅｌｄ）を環境温度によって変化させ、
空胴共振器（キャビティ）の設定温度のずれによるマイ
クロ波周波数のずれを補正する実施形態について説明す
る。

【００５１】図５は共鳴セルに加える静磁界（Ｃ−Ｆｉ
ｅｌｄ）を変化させる第１の実施例を示す。図に示すよ
うに、空胴共振器（キャビティ）の環境温度をサーミス
タ等の温度センサ５−１を用いて温度検出回路５−２に
よりモニタし、この温度検出値に応じて、静磁界（Ｃ−
Ｆｉｅｌｄ）制御回路５−３により、共鳴セルに加える
静磁界（Ｃ−Ｆｉｅｌｄ）のコイル電流の強さを変化さ
せる。

【００５２】共鳴セルの設定温度のずれによるマイクロ
波の共鳴周波数のずれを、共鳴セルに加える静磁界（Ｃ
−Ｆｉｅｌｄ）の強さを変化させることにより補正し、
ルビジウム発振器の使用環境温度の上限を上昇させる。

【００５３】図６は共鳴セルに加える静磁界（Ｃ−Ｆｉ
ｅｌｄ）を変化させる第２の実施例を示す。この実施例
は、空胴共振器（キャビティ）温度制御回路６−１か
ら、設定すべき空胴共振器（キャビティ）温度と実際の
環境温度との温度差に対応した誤差電圧を取り出し、該
誤差電圧が或る値以上になるとスイッチをオン状態にす
るスイッチング回路６−２を設け、該スイッチング回路
６−２のスイッチ６−３を介して前述の誤差電圧を電圧
変換回路６−４に入力する。

【００５４】電圧変換回路６−４は該誤差電圧を電流に
変換して静磁界（Ｃ−Ｆｉｅｌｄ）制御回路６−５に出
力し、静磁界（Ｃ−Ｆｉｅｌｄ）制御回路６−５は、該
電流に応じて、即ち空胴共振器（キャビティ）の環境温
度に応じて、静磁界（Ｃ−Ｆｉｅｌｄ）のコイル電流の
強さを変化させ、共鳴セルの設定温度のずれによるマイ
クロ波の共鳴周波数のずれを補正する。

【００５５】共鳴セルに加える静磁界（Ｃ−Ｆｉｅｌ
ｄ）の磁界の強さとマイクロ波の共鳴周波数のずれは予
め知られており、静磁界（Ｃ−Ｆｉｅｌｄ）の磁界の強
さが強くなると共鳴周波数が高い方にずれ、空胴共振器
（キャビティ）温度の上昇によるマイクロ波の共鳴周波
数ずれを、共鳴セルに加える静磁界（Ｃ−Ｆｉｅｌｄ）
により補正することにより、ルビジウム発振器の使用環
境温度の上限を上昇させことができる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ルビジウム原子発振器の空胴共振器（キャビティ）の環
境温度が上昇し、共鳴セルの設定温度を適正に制御する
ことができる上限温度を超えた場合に、空胴共振器（キ
ャビティ）の熱容量を大きくして放熱させることによ
り、共鳴セルを設定温度に制御することができる環境温
度の上限を上昇させ、ルビジウム原子発振器の使用可能
な環境温度範囲の拡大化を図ることができる。

【００５７】また、ルビジウム原子発振器の空胴共振器
（キャビティ）の環境温度が上昇し、共鳴セルの設定温
度を適正に制御することができる上限温度を超えた場合
に、空胴共振器（キャビティ）の温度上昇に影響を及ぼ
す熱源となるランプハウス等の装置の温度を低下させる
ことにより、共鳴セルを設定温度に制御することができ
る環境温度の上限を上昇させ、ルビジウム原子発振器の
使用可能な環境温度範囲の拡大化を図ることができる。

【００５８】また、ルビジウム原子発振器の空胴共振器
（キャビティ）の環境温度が上昇し、共鳴セルの設定温
度を適正に制御することができる上限温度を超えた場合
に、該空胴共振器に加える静磁界を変化させ、空胴共振
器（キャビティ）温度の上昇によるマイクロ波の共鳴周
波数ずれを補正することにより、ルビジウム発振器の使
用環境温度の上限を上昇させことができる。

【００５９】従って、ルビジウム発振器の使用環境温度
が拡大され、環境温度上昇しても安定した発振周波数が
得られ、ルビジウム原子発振器を他の機器や回路と共に
小型化、高密度実装化することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】空胴共振器（キャビティ）の熱容量を変化させ
る実施形態の第１の実施例を示す図である。

【図２】空胴共振器（キャビティ）の熱容量を変化させ
る実施形態の第２の実施例を示す図である。

【図３】空胴共振器（キャビティ）の熱容量を変化させ
る実施形態の第２の実施例を示す図である。

【図４】ランプハウス部の熱容量、設定温度又は回路電
力を環境温度によって変化させる実施例を示す図であ
る。

【図５】共鳴セルに加える静磁界（Ｃ−Ｆｉｅｌｄ）を
変化させる第１の実施例を示す図である。

【図６】共鳴セルに加える静磁界（Ｃ−Ｆｉｅｌｄ）を
変化させる第２の実施例を示す図である。

【図７】ルビジウム原子発振器の基本構成を示す図であ
る。

【図８】共鳴セルの光吸収特性を示す図である。

【図９】共鳴セルを設定温度（７０〜７５度Ｃ）に保つ
ための環境温度に応じたヒータ電流を示す図である。

【符号の説明】

１−１ バイメタル又は形状記憶合金等の接触板 １−２ 空胴共振器（キャビティ） １−３ 放熱板等の放熱器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堺 稔 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 中島 義文 宮城県仙台市青葉区一番町１丁目２番25号 富士通東北ディジタル・テクノロジ株式 会社内 (72)発明者 松浦 秀行 宮城県仙台市青葉区一番町１丁目２番25号 富士通東北ディジタル・テクノロジ株式 会社内 Ｆターム(参考） 5J106 AA01 CC09 EE02 GG02 HH06 KK13 KK38 LL10

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ルビジウム原子発振器の空胴共振器を、
   該空胴共振器の周囲に設けたヒータ線の電流を制御し
   て、設定温度に保つルビジウム原子発振器において、 該空胴共振器の環境温度を検知し、該環境温度に応じて
   該空胴共振器の熱容量を変化させる構成を備えたことを
   特徴とするルビジウム原子発振器。
2. 【請求項２】 バイメタル又は形状記憶合金により前記
   空胴共振器の環境温度を検知し、該検知温度に応じて該
   バイメタル又は形状記憶合金により前記空胴共振器と放
   熱器とを接触又は非接触させ、該空胴共振器の熱容量を
   変化させる構成を備えたことを特徴とする請求項１に記
   載のルビジウム原子発振器。
3. 【請求項３】 前記空胴共振器の環境温度に応じて駆動
   される電動機を備え、該電動機は放熱器を駆動し、前記
   空胴共振器と該放熱器とを接触又は非接触させ、該空胴
   共振器の熱容量を変化させる構成を備えたことを特徴と
   する請求項１に記載のルビジウム原子発振器。
4. 【請求項４】 前記空胴共振器の周囲に設けたヒータ線
   の電流値を検出する手段を備え、該ヒータ線の電流値に
   より該空胴共振器の環境温度を検知することを特徴とす
   る請求項３に記載のルビジウム原子発振器。
5. 【請求項５】 ルビジウム原子発振器の空胴共振器を、
   該空胴共振器の周囲に設けたヒータ線の電流を制御し
   て、設定温度に保つルビジウム原子発振器において、 該空胴共振器の環境温度を検知する手段と、 該空胴共振器の周囲に配置され、該空胴共振器の温度上
   昇に影響を及ぼす熱源となる装置の温度を、該空胴共振
   器の環境温度によって変化させる手段と、 を備えたことを特徴とするルビジウム原子発振器。
6. 【請求項６】 ルビジウム原子発振器の空胴共振器を、
   該空胴共振器の周囲に設けたヒータ線の電流を制御し
   て、設定温度に保つルビジウム原子発振器において、 該空胴共振器の環境温度を検知する手段と、 該空胴共振器の環境温度に応じて、該空胴共振器に加え
   る静磁界を変化させる手段と、 を備えたことを特徴とするルビジウム原子発振器。