JP2021022892A - Atomic oscillator and frequency signal generation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、原子発振器および周波数信号生成システムに関する。 The present invention relates to an atomic oscillator and a frequency signal generation system.
長期的に高精度な発振特性を有する発振器として、セシウム等のアルカリ金属原子のエネルギー遷移に基づいて発振する原子発振器が知られている。原子発振器は、発光素子と、アルカリ金属原子が封入された原子セルと、を含む。発光素子から出射された光は、原子セルの窓部を通過して、原子セル内のアルカリ金属原子を照射する。 As an oscillator having high-precision oscillation characteristics over a long period of time, an atomic oscillator that oscillates based on the energy transition of an alkali metal atom such as cesium is known. The atomic oscillator includes a light emitting device and an atomic cell in which an alkali metal atom is enclosed. The light emitted from the light emitting element passes through the window portion of the atomic cell and irradiates the alkali metal atom in the atomic cell.
原子発振器では、原子セル内に温度差が生じるようにヒーターによって原子セルを加熱する。これにより、原子セル内には、気体のアルカリ金属原子と液体のアルカリ金属原子とが存在する。そのため、気体のアルカリ金属原子が原子セルの内壁との反応等により減少した場合、液体のアルカリ金属原子が気化して、気体のアルカリ金属原子の濃度を一定に保つことができる。 In the atomic oscillator, the atomic cell is heated by a heater so that a temperature difference occurs in the atomic cell. As a result, a gaseous alkali metal atom and a liquid alkali metal atom are present in the atomic cell. Therefore, when the alkali metal atom of the gas is reduced due to the reaction with the inner wall of the atomic cell or the like, the alkali metal atom of the liquid is vaporized, and the concentration of the alkali metal atom of the gas can be kept constant.
特許文献1には、アルカリ金属が封入させるガスセルとして、柱状の貫通孔を有する本体部と、その貫通孔の両開口を封止する1対の窓部と、を有するガスセルが開示されている。本体部の貫通孔の両開口を窓部で封止することによって、アルカリ金属ガスが封入される空間が形成されている。ガスセルは、シールドケースに収容されており、シールドケースには、ガスセルに照射される励起光が通過する貫通孔が形成されている。ガスセルはヒーターによって加熱され、所定温度に温度調節される。 Patent Document 1 discloses a gas cell having a main body portion having a columnar through hole and a pair of window portions sealing both openings of the through hole as a gas cell to be sealed with an alkali metal. By sealing both openings of the through holes of the main body with windows, a space in which the alkali metal gas is sealed is formed. The gas cell is housed in a shield case, and the shield case is formed with a through hole through which the excitation light irradiated to the gas cell passes. The gas cell is heated by a heater and the temperature is adjusted to a predetermined temperature.
上記のようなガスセルでは、シールドケースに励起光が通過する貫通孔が設けられているため、窓部が外部の温度の影響を受けやすい。そのため、例えば、ヒーターの通電が停止された場合や、ヒーターへの通電を開始した場合などに、窓部の温度が、ガスセルの他の部分に比べて低くなり、窓部にアルカリ金属等が付着する場合があった。 In the gas cell as described above, since the shield case is provided with a through hole through which the excitation light passes, the window portion is easily affected by the external temperature. Therefore, for example, when the energization of the heater is stopped or the energization of the heater is started, the temperature of the window portion becomes lower than that of other parts of the gas cell, and alkali metal or the like adheres to the window portion. There was a case.
アルカリ金属原子が窓部に付着すると、アルカリ金属原子への励起光の照射量が変わり、シュタルクシフトにより、原子発振器の発振周波数が変わってしまう。また、アルカリ金属原子が窓部に付着すると、受光素子で受光される光量が減ってしまう。 When the alkali metal atom adheres to the window portion, the irradiation amount of the excitation light on the alkali metal atom changes, and the oscillation frequency of the atomic oscillator changes due to the stark shift. Further, when the alkali metal atom adheres to the window portion, the amount of light received by the light receiving element is reduced.
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。 The present invention has been made to solve at least a part of the above-mentioned problems, and can be realized as the following aspects or application examples.
本適用例に係る原子発振器は、発光素子と、前記発光素子から出射された光が照射される、アルカリ金属原子が収容された原子セルと、前記原子セルを加熱するヒーターと、前記原子セルおよび前記ヒーターを収容する、前記発光素子から出射された光が通過する開口を有する容器と、開閉可能であって、開くことで前記開口が開き、閉じることで前記開口が閉じる蓋と、前記蓋を開閉させる駆動機構と、を含む。 The atomic oscillator according to this application example includes a light emitting element, an atomic cell containing an alkali metal atom to which light emitted from the light emitting element is irradiated, a heater for heating the atomic cell, the atomic cell, and the atomic cell. A container containing the heater and having an opening through which light emitted from the light emitting element passes, a lid that can be opened and closed, the opening is opened by opening, and the opening is closed by closing, and the lid. Includes a drive mechanism that opens and closes.
本適用例に係る原子発振器において、前記蓋の材質は、前記容器の材質と同じであってもよい。 In the atomic oscillator according to this application example, the material of the lid may be the same as the material of the container.
本適用例に係る原子発振器において、前記蓋が閉じた場合に、前記蓋と前記容器との間に位置する弾性部材を含んでいてもよい。 The atomic oscillator according to the present application example may include an elastic member located between the lid and the container when the lid is closed.
本適用例に係る原子発振器において、前記駆動機構を制御する制御回路を含み、前記制御回路は、前記ヒーターが前記原子セルの加熱を開始してから所定時間経過後に、前記駆動機構に前記蓋を開かせてもよい。 In the atomic oscillator according to the present application example, the control circuit for controlling the drive mechanism is included, and the control circuit covers the drive mechanism with the lid after a lapse of a predetermined time from the start of heating of the atomic cell by the heater. You may open it.
本適用例に係る原子発振器において、前記制御回路は、前記ヒーターが前記原子セルの加熱を停止した場合に、前記駆動機構に前記蓋を閉じさせてもよい。 In the atomic oscillator according to the present application example, the control circuit may cause the drive mechanism to close the lid when the heater stops heating the atomic cell.
本適用例に係る原子発振器において、前記駆動機構を制御する制御回路と、前記容器内の温度を検出する温度センサーと、を含み、前記制御回路は、前記温度センサーの検出結果に基づいて、前記容器内の温度が所定温度未満である場合に、前記駆動機構に前記蓋を閉じさせて、前記容器内の温度が前記所定温度以上である場合に、前記駆動機構に前記蓋を開かせてもよい。 The atomic oscillator according to the present application example includes a control circuit for controlling the drive mechanism and a temperature sensor for detecting the temperature inside the container, and the control circuit includes the control circuit based on the detection result of the temperature sensor. When the temperature inside the container is lower than the predetermined temperature, the drive mechanism may close the lid, and when the temperature inside the container is equal to or higher than the predetermined temperature, the drive mechanism may open the lid. Good.
本適用例に係る原子発振器において、前記駆動機構への通電が停止された場合に、前記駆動機構は前記蓋を閉じさせてもよい。 In the atomic oscillator according to this application example, the drive mechanism may close the lid when the energization of the drive mechanism is stopped.
本適用例に係る周波数信号生成システムは、原子発振器を含む周波数信号生成システムであって、前記原子発振器は、発光素子と、前記発光素子から出射された光が照射される、アルカリ金属原子が収容された原子セルと、前記原子セルを加熱するヒーターと、前記原子セルおよび前記ヒーターを収容する、前記発光素子から出射された光が通過する開口を有する容器と、開閉可能であって、開くことで前記開口が開き、閉じることで前記開口が閉じる蓋と、前記蓋を開閉させる駆動機構と、を含む。 The frequency signal generation system according to this application example is a frequency signal generation system including an atomic oscillator, and the atomic oscillator contains a light emitting element and an alkali metal atom to which light emitted from the light emitting element is irradiated. Atomic cell, a heater for heating the atomic cell, and a container containing the atomic cell and the heater and having an opening through which light emitted from the light emitting element passes can be opened and closed. Includes a lid that opens and closes the opening, and a drive mechanism that opens and closes the lid.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the embodiments described below do not unreasonably limit the contents of the present invention described in the claims. Moreover, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.
1. 第1実施形態
1.1. 原子発振器
1.1.1. 概略
まず、第1実施形態に係る原子発振器について、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る原子発振器100を示す概略図である。
1. 1. First Embodiment 1.1. Atomic oscillator 1.1.1. Outline First, the atomic oscillator according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing an
原子発振器100は、アルカリ金属原子に対して特定の異なる波長の2つの共鳴光を同時に照射したときに当該2つの共鳴光がアルカリ金属原子に吸収されずに透過する現象が生じる量子干渉効果(CPT:Coherent Population Trapping)を利用した原子発振器である。この量子干渉効果による現象は、電磁誘起透明化(EIT:Electromagnetically Induced Transparency)現象とも言う。なお、第1実施形態に係る原子発振器は、光およびマイクロ波による二重共鳴現象を利用した原子発振器であってもよい。
When the
原子発振器100は、図1に示すように、光源モジュール10と、減光フィルター22と、1/4波長板24と、原子セル31と、受光素子34と、ヒーター35と、温度センサー36と、コイル37と、制御回路40と、原子セル容器50と、蓋60と、駆動機構70と、外容器80と、を含む。
As shown in FIG. 1, the
光源モジュール10は、例えば、ペルチェ素子11と、発光素子12と、温度センサー13と、を有している。
The
発光素子12は、周波数の異なる2種の光を含んでいる直線偏光の光LLを出射する。発光素子12は、例えば、垂直共振器面発光レーザー(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser)などである。温度センサー13は、発光素子12の温度を検出する。温度センサー13は、例えば、サーミスターである。ペルチェ素子11は、発光素子12の温度を制御する。
The
減光フィルター22は、発光素子12から出射された光LLの強度を減少させる。1/4波長板24は、光LLに含まれる周波数の異なる2種の光を、直線偏光から円偏光に変換する。なお、図示はしないが、1/4波長板24は、減光フィルター22の前段に位置し、光LLは、1/4波長板24を透過した後に、減光フィルター22に入射してもよい。また、減光フィルター22と1/4波長板24との間に、光LLを平行光にするレンズが配置されていてもよい。
The
原子セル31は、発光素子12から出射された光LLに照射される。図示の例では、原子セル31には、発光素子12から出射された光LLが減光フィルター22および1/4波長板24を介して入射する。原子セル31は、発光素子12から出射された光LLを透過させる。原子セル31には、アルカリ金属原子が収容されている。アルカリ金属原子は、互いに異なる2つの基底準位と励起準位とからなる3準位系のエネルギー準位を有する。
The
受光素子34は、原子セル31を透過した光LLの強度を検出し、光の強度に応じた検出信号を出力する。受光素子34は、例えば、フォトダイオードである。
The
ヒーター35は、原子セル31を加熱する。ヒーター35が原子セル31を加熱することにより、アルカリ金属原子は加熱され、アルカリ金属原子の少なくとも一部は、ガス状態になる。
The
温度センサー36は、原子セル31の温度を検出する。温度センサー36は、例えば、サーミスターである。
The
コイル37は、原子セル31内のアルカリ金属原子の縮退した複数のエネルギー準位をゼーマン分裂させる磁場を発生させる。コイル37でアルカリ金属に磁場を印加することによって、ゼーマン分裂により、アルカリ金属原子の縮退している異なるエネルギー準位間のギャップを拡げて、分解能を向上させることができる。この結果、原子発振器100の発振周波数の精度を高めることができる。
The
制御回路40は、例えば、温度制御回路41と、温度制御回路42と、磁場制御回路43と、光源制御回路44と、駆動機構制御回路45と、を有している。
The
温度制御回路41は、温度センサー13の検出結果に基づいて、発光素子12の温度が所望の温度となるように、ペルチェ素子11への通電を制御する。温度制御回路42は、温度センサー36の検出結果に基づいて、原子セル31の内部が所望の温度となるように、ヒーター35への通電を制御する。磁場制御回路43は、コイル37が発生する磁場が一定となるように、コイル37への通電を制御する。
The
光源制御回路44は、受光素子34の検出結果に基づいて、EIT現象が生じるように、発光素子12から出射された光LLに含まれる2種の光の周波数を制御する。ここで、これら2種の光が原子セル31に収容されたアルカリ金属原子の2つの基底準位間のエネルギー差に相当する周波数差の共鳴光対となったとき、EIT現象が生じる。光源制御回路44は、2種の光の周波数の制御に同期して安定化するように発振周波数が制御される電圧制御型発振器(VCO:Voltage Controlled Oscillator)を備えており、この電圧制御型発振器の出力信号を原子発振器100のクロック信号として出力する。
The light
駆動機構制御回路45は、駆動機構70を制御する。駆動機構制御回路45は、ヒーター35が原子セル31の加熱を開始してから所定時間経過後に、駆動機構70に蓋60を開かせ、ヒーター35が原子セル31の加熱を停止した場合に、駆動機構70に蓋60を閉じさせる。駆動機構制御回路45による駆動機構70の制御の詳細については後述する「1.1.3. 動作」で説明する。
The drive
制御回路40は、例えば、外容器80に収容された図示しない基板に実装されたIC(Integrated Circuit)チップに設けられている。制御回路40は、単一のICであってもよいし、複数のデジタル回路またはアナログ回路の組み合わせであってもよい。
The
原子セル容器50は、原子セル31を収容する。原子セル容器50は、例えば、原子セル31の他に、減光フィルター22、1/4波長板24、受光素子34、ヒーター35、温度センサー36、およびコイル37を収容する。原子セル容器50は、発光素子12から出射された光LLが通過する開口を有している。
The
蓋60は、開閉可能に構成されている。蓋60が閉じることによって原子セル容器50の開口が閉じ、蓋60が開くことによって原子セル容器50の開口が開く。蓋60の開閉は、駆動機構70によって行われる。
The
外容器80は、光源モジュール10、制御回路40、原子セル容器50、蓋60、および駆動機構70を収容している。
The
1.1.2. 具体的な構成
次に、原子発振器100の具体的な構成について説明する。図2は、原子発振器100を模式的に示す断面図である。なお、図2は、蓋60が閉じた状態を図示している。
1.1.2. Specific Configuration Next, a specific configuration of the
原子発振器100は、例えば、図2に示すように、光源モジュール10と、減光フィルター22と、1/4波長板24と、原子セル31と、第1保持部材32と、第2保持部材33と、受光素子34と、ヒーター35と、温度センサー36と、原子セル容器50と、蓋60と、外容器80と、を含む。
As shown in FIG. 2, the
光源モジュール10は、外容器80の基体82に配置されている。光源モジュール10は、例えば、発光素子12と、サブマウント14と、光源容器15と、を有している。なお、便宜上、図2では、ペルチェ素子11および温度センサー13の図示を省略している。
The
サブマウント14には、発光素子12が配置されている。サブマウント14は、発光素子12の熱を光源モジュール10の外部に放出できる。
A
光源容器15は、発光素子12およびサブマウント14を収容している。光源容器15は、外容器80の基体82に配置されている。光源容器15には、発光素子12から出射された光LLが通過する開口15aが設けられている。なお、開口15aは、光LLを透過させる部材で充填されていてもよい。
The
蓋60が開いている状態において、発光素子12から出射された光LLは、光源容器15の開口15a、第2容器54の開口54a、第1容器52の開口52a、減光フィルター22、および1/4波長板24を通過して原子セル31の窓部2aに入射する。
With the
原子セル31は、セシウム、ルビジウム、ナトリウムなどのアルカリ金属原子を収容している。原子セル31内は、例えば、アルカリ金属原子の飽和蒸気圧となっており、気体のアルカリ金属原子と液体のアルカリ金属原子とが存在している。これにより、気体のアルカリ金属原子が原子セル31の内壁との反応等により減少した場合に、液体のアルカリ金属原子が気化して、気体のアルカリ金属原子の濃度を一定に保つことができる。
The
原子セル31は、例えば、第1部材31aと、第2部材31bと、第3部材31cと、を有している。
The
第1部材31aは、板状の部材である。第1部材31aは、発光素子12から出射された光LLを透過させる窓部2aを有している。窓部2aは、光LLの進行方向に沿って見た場合に、第1保持部材32に設けられた開口32aと重なる部分である。第1部材31aの材質は、例えば、ガラスである。
The
第2部材31bは、板状の部材である。第2部材31bは、発光素子12から出射された光LLを透過させる窓部2bを有している。窓部2bは、光LLの進行方向に沿って見た場合に、第1保持部材32に設けられた開口32bと重なる部分である。第2部材31bの材質は、例えば、ガラスである。光LLは、窓部2aから原子セル31に入射して窓部2bから出射される。
The
第3部材31cは、第1部材31aと第2部材31bとを接続している。第3部材31cは、貫通孔を有し、当該貫通孔の一方の開口が第1部材31aによって塞がれ、当該貫通孔の他方の開口が第2部材31bによって塞がれている。これにより、アルカリ金属が収容される空間が形成されている。図示はしないが、原子セル31は、発光素子12から出射された光LLが通過し、気体のアルカリ金属が収容される第1アルカリ金属収容室と、液体のアルカリ金属が収容される第2アルカリ金属収容室と、第1アルカリ金属収容室と第2アルカリ金属収容室とを接続する通路と、を有していてもよい。第3部材31cの外形は、例えば、直方体である。第3部材31cの材質は、例えば、ガラスまたはシリコンである。
The
第1保持部材32および第2保持部材33は、原子セル31を保持している。第1保持部材32は、ヒーター35の熱を原子セル31に伝える。第1保持部材32は、原子セル31の一部を覆っている。第1保持部材32は、例えば、原子セル31の第1アルカリ金属収容室を覆っている。
The first holding
第1保持部材32には、開口32aが設けられている。発光素子12から出射された光LLは、開口32aを通って、原子セル31の窓部2aに入射する。図示の例では、開口32aに、減光フィルター22および1/4波長板24が配置されている。第1保持部材32には、開口32bが設けられている。原子セル31の窓部2bから出射された光LLは、開口32bを通って、受光素子34に入射する。
The first holding
第2保持部材33は、原子セル31の一部であって、第1保持部材32で覆われていない部分を覆っている。第2保持部材33は、例えば、原子セル31の第2アルカリ金属収容室を覆っている。原子セル31において、第2保持部材33に覆われた部分の温度は、例えば、第1保持部材32に覆われた部分の温度よりも低い。そのため、液体のアルカリ金属原子は、第2保持部材33に覆われた部分およびその近傍に存在できる。第1保持部材32および第2保持部材33の材質は、例えば、アルミニウム、チタン、銅、真鍮などである。
The second holding member 33 is a part of the
受光素子34は、原子セル31の発光素子12とは反対側に配置されている。図示の例では、受光素子34は、接続部材6を介して、第1保持部材32に配置されている。受光素子34は、光LLの進行方向に沿って見た場合に、開口32bと重なっている。受光素子34は、制御回路40と電気的に接続されている。
The
ヒーター35は、第1保持部材32に接続されている。ヒーター35は、第1保持部材32を介して、原子セル31を加熱する。
The
温度センサー36は、第1保持部材32に接続されている。温度センサー36は、例えば、第1保持部材32の温度を検出することにより、間接的に原子セル31の温度を検出する。図示はしないが、温度センサー36は、原子セル31に接続され、直接的に原子セル31の温度を検出してもよい。
The
コイル37は、図2では図示していないが、例えば、原子セル31の外周に沿って巻回して設けられているソレノイド型のコイル、または、原子セル31を介して対向するヘルムホルツ型の1対のコイルである。コイル37は、原子セル31内に光LLの進行方向に沿った磁場を発生させる。これにより、原子セル31に収容されたアルカリ金属原子の縮退している異なるエネルギー準位間のギャップをゼーマン分裂により拡げて、分解能を向上させ、EIT信号の線幅を小さくすることができる。
Although not shown in FIG. 2, the
原子セル容器50は、原子セル31およびヒーター35を収容する。図2に示す例では、原子セル容器50は、原子セル31の他に、減光フィルター22、1/4波長板24、第1保持部材32、第2保持部材33、受光素子34、ヒーター35、温度センサー36、および不図示のコイル37を収容する。
The
原子セル容器50は、第1容器52と、第2容器54と、を有している。
The
第1容器52は、原子セル31などが収容される空間を形成している。第1容器52は、例えば、略直方体の外形形状を有している。第1容器52は、発光素子12から出射された光LLが通過する開口52aを有している。第1容器52の材質は、例えば、パーマロイ、ケイ素鉄などである。このような材料を用いることにより、第1容器52は、外部からの磁場を遮蔽することができる。
The
第1容器52は、第1スペーサー502に支持されている。第1スペーサー502は、第1容器52と第2容器54との間に配置されている。第1スペーサー502の材質は、例えば、樹脂である。
The
第2容器54は、第1容器52および第1スペーサー502を収容している。第2容器54は、例えば、略直方体の外形形状を有している。第2容器54は、発光素子12から出射された光LLが通過する開口54aを有している。第2容器54の開口54aは、光LLの進行方向に沿って見た場合に、第1容器52の開口52aと重なっている。第2容器54の材質は、例えば、第1容器52の材質と同じである。そのため、第2容器54は、外部からの磁場を遮蔽することができる。
The
第1容器52および第2容器54は、例えば、互いに離れて配置されている。そのため、例えば第1容器52と第2容器54とが接触している場合に比べて、外部からの磁場を遮蔽する機能を高めることができる。
The
第2容器54は、第2スペーサー504に支持されている。第2スペーサー504は、第2容器54と外容器80の基体82との間に配置されている。第2スペーサー504の材質は、例えば、第1スペーサー502の材質と同じである。
The
なお、図2に示す例では、原子セル容器50が、第1容器52と第2容器54とを有し、2つの容器で原子セル31を2重に囲んでいるが、原子セル容器50が、1つの容器のみを有し、1つの容器で原子セル31を囲んでいてもよい。
In the example shown in FIG. 2, the
外容器80は、基体82と、蓋体84と、を有している。外容器80の材質は、例えば、パーマロイ、ケイ素鉄などである。このような材料を用いることにより、外容器80は、外部からの磁場を遮蔽することができる。
The
蓋60は、開閉可能に構成されており、蓋60が開くことによって開口54aが開き、蓋60が閉じることによって開口54aが閉じる。蓋60の材質は、例えば、原子セル容器50の材質と同じである。なお、蓋60の材質は、原子セル容器50の材質と異なっていてもよい。
The
図3および図4は、蓋60の動作を説明するための図である。図3は、蓋60が閉じた状態であり、図4は、蓋60が開いた状態を図示している。なお、図3および図4では、便宜上、蓋60および第2容器54のみを図示している。
3 and 4 are diagrams for explaining the operation of the
図3および図4に示すように、蓋60は、開口54aを覆う第1位置P1と、開口54aを覆わない第2位置P2と、の間を移動可能に構成されている。蓋60を第1位置P1に位置させることによって蓋60が閉じ、蓋60を第2位置P2に位置させることによって蓋60が開く。なお、第2位置P2は、特に限定されず、任意の位置に設定可能である。蓋60の移動は、駆動機構70によって行われる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
駆動機構70は、外容器80に収容されている。駆動機構70は、原子セル容器50には収容されておらず、原子セル容器50の外に配置されている。そのため、原子セル31に対する、駆動機構70が発生させる磁場や電場の影響を低減できる。なお、駆動機構70は、原子セル容器50の内部に配置されてもよい。
The
図5および図6は、駆動機構70の動作を説明するための図である。図5は、駆動機構70が蓋60を第1位置P1に位置させた状態を図示し、図6は、駆動機構70が蓋60を第2位置P2に位置させた状態を図示している。
5 and 6 are diagrams for explaining the operation of the
駆動機構70は、図5および図6に示すように、蓋60を直線的に移動させる移動装置71を有している。移動装置71は、例えば、エアシリンダーを有している。具体的には、移動装置71は、シリンダ管72と、シリンダ管72に配置され、軸方向に可動するピストン73と、ピストン73に接続されたロッド74と、ロッド74が貫通し、シリンダ管72の一端を塞ぐフランジ75と、シリンダ管72の他端を塞ぐフランジ76と、フランジ76に取り付けられた圧縮空気の導入および排出のための管77と、バネ78と、を有している。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
移動装置71は、シリンダ管72、ピストン73、およびフランジ76で囲まれた第1室79aと、シリンダ管72、ピストン73、およびフランジ75で囲まれた第2室79bと、を有している。第1室79aには、管77から圧縮空気が導入、排出され、第2室79bにはバネ78が配置されている。圧縮空気は、不図示の圧縮器から供給される。ロッド74の先端には、蓋60が取り付けられている。
The moving
例えば、図5に示す第1室79aに圧縮空気が導入されていない状態で、第1室79aに圧縮空気が導入されると、図6に示すように、圧縮空気の力でピストン73がフランジ75側に移動し、ロッド74が延びる。これにより、蓋60は第1位置P1から第2位置P2に移動する。すなわち、蓋60が開く。ロッド74は、蓋60が開いた状態でもロッド74が開口54aと重ならないように蓋60に取り付けられている。図示の例では、ロッド74は、蓋60の上部に取り付けられている。そのため、蓋60が開いた状態でもロッド74が開口54aと重ならず、ロッド74が開口54aを通過する光LLを遮ることを防ぐことができる。
For example, when compressed air is introduced into the
図6に示す状態で圧縮空気が排出されると、図5に示すように、バネ78の力でピストン73がフランジ76側に移動し、ロッド74が縮む。これにより、蓋60は第2位置P2から第1位置P1に移動する。すなわち、蓋60が閉じる。
When the compressed air is discharged in the state shown in FIG. 6, as shown in FIG. 5, the
ここで、駆動機構70への通電が停止された場合、すなわち、駆動機構70への電力の供給が停止された場合、圧縮器の動作が停止し、圧縮空気の供給が停止される。そのため、第1室79aに圧縮空気が導入されずに、バネ78の力によって蓋60は第1位置P1に位置する。すなわち、蓋60が第2位置P2にあった場合でも、駆動機構70への通電が停止されると、蓋60は第1位置P1に移動する。このように、駆動機構70への通電が停止された場合、通電が停止された時の蓋60の位置に関わらず、駆動機構70は蓋60を第1位置P1に移動させる。すなわち、駆動機構70への通電が停止された場合、駆動機構70は蓋60を閉じる。
Here, when the energization of the
上記では、駆動機構70がエアシリンダーを利用した移動装置71を有している場合について説明したが、駆動機構70は蓋60を移動させることができればその構成は特に限定されない。例えば、駆動機構70は、モーターと、当該モーターの回転運動を直線運動に変換する機構と、を有する装置を有していてもよい。回転運動を直線運動に変換する機構としては、例えば、ベルトおよびプーリーを利用した機構、ボールねじを利用した機構、などが挙げられる。
In the above, the case where the
また、上記では、駆動機構70への通電が停止された場合に、移動装置71がバネ78の力で蓋60を閉じる場合について説明したが、通電が停止された場合に蓋60を閉じる方法についてはこれに限定されない。
Further, in the above description, the case where the moving
1.1.3. 動作
次に、原子発振器100の動作について説明する。ここでは、制御回路40による蓋60の制御について説明する。
1.1.3. Operation Next, the operation of the
まず、原子発振器100を始動させる場合の蓋60の制御について説明する。図7は、原子発振器100を始動する場合の制御回路40の処理の一例を示すフローチャートである。
First, the control of the
制御回路40に不図示の外部装置から原子発振器100を始動させるためのON信号が入力されると、温度制御回路42は、原子セル31の内部が所望の温度となるように、ヒーター35への通電を開始する(S10)。すなわち、温度制御回路42は、原子セル31の加熱を開始する。なお、ON信号が入力される前は駆動機構70への通電は停止されているため、蓋60は閉じた状態となっている。
When an ON signal for starting the
制御回路40はヒーター35が原子セル31の加熱を開始したタイミングで時間の計測を開始し(S12)、駆動機構制御回路45はヒーター35が原子セル31の加熱を開始してから所定時間経過するまで待機し(S14のNo)、所定時間経過後に(S14のYes)、駆動機構70に蓋60を開かせる(S16)。
The
ここで、原子発振器100では、周波数安定性を高めるために、原子セル31がヒーター35によって一定の温度に維持される。所定時間は、例えば、原子セル31が当該一定の温度に達する時間である。所定時間は、あらかじめ実験などを行って決定することができる。
Here, in the
制御回路40は、駆動機構70に蓋60を開かせた後、原子発振器100の始動時の蓋60の制御を終了する。
The
上記の処理により蓋60が開くと、原子発振器100はクロック信号の出力を開始する。すなわち、蓋60が開くと、上述したように、温度制御回路41、温度制御回路42、磁場制御回路43、および光源制御回路44が動作し、クロック信号が出力される。
When the
次に、原子発振器100を停止させる場合の蓋60の制御について説明する。図8は、原子発振器100を停止させる場合の制御回路40の処理の一例を示すフローチャートである。
Next, the control of the
制御回路40に不図示の外部装置から原子発振器100を停止させるためのOFF信号が入力されると、原子発振器100はクロック信号の出力を停止し、温度制御回路42はヒーター35への通電を停止する(S20)。すなわち、温度制御回路42は、原子セル31の加熱を停止する。なお、OFF信号が入力される前は、蓋60は開いた状態である。
When an OFF signal for stopping the
駆動機構制御回路45は、OFF信号が入力されて温度制御回路42がヒーター35への通電を停止すると、駆動機構70に蓋60を閉じさせる(S22)。駆動機構制御回路45は、例えば、温度制御回路42がヒーター35への通電を停止すると同時に、駆動機構70への通電を停止し、駆動機構70に蓋60を閉じさせる。なお、駆動機構制御回路45は、温度制御回路42がヒーター35への通電を停止してから所定時間経過後に、駆動機構70に蓋60を閉じさせてもよい。
When the OFF signal is input to the drive
制御回路40は、駆動機構70に蓋60を閉じさせた後、原子発振器100の停止時の蓋60の制御を終了する。
After the
1.1.4. 効果
原子発振器100は、例えば、以下の効果を有する。
1.1.4. Effect The
原子発振器100は、原子セル31およびヒーター35を収容し、発光素子12から出射された光LLが通過する開口54aを有する第2容器54と、開閉可能であって、開くことで開口54aが開き、閉じることで開口54aが閉じる蓋60と、蓋60を開閉させる駆動機構70と、を含む。そのため、原子発振器100では、ヒーター35の通電が停止された場合や、ヒーター35の通電を開始した場合など、原子セル31の温度がヒーター35によって一定に維持されずに、原子セル31の温度が変動する場合には、蓋60を閉じることによって窓部2aの温度低下を低減できる。これにより、原子セル31の窓部2aの温度が原子セル31の他の部分に比べて低くなることによって生じる窓部2aへのアルカリ金属の付着を低減できる。
The
ここで、第1容器52および第2容器54は、それぞれ発光素子12から照射される光LLを通過させるための開口、すなわち、開口52aおよび開口54aを有している。そのため、蓋60が無い場合には、原子セル31において窓部2aは外部の温度の影響を受けやすい。したがって、ヒーター35の通電が停止された場合や、ヒーター35の通電を開始した場合など、原子セル31の温度が一定に維持されていない場合には、窓部2aの温度が原子セル31の他の部分の温度よりも低下して、窓部2aにアルカリ金属が付着する場合がある。
Here, the
原子発振器100では、上述したように、蓋60を有するため、蓋60を閉じることによって外部の温度の影響による窓部2aの温度低下を低減できる。したがって、原子発振器100では、窓部2aへのアルカリ金属の付着を低減できる。
Since the
原子発振器100では、蓋60の材質は、第2容器54の材質と同じである。そのため、原子発振器100では、蓋60の材質が第2容器54の材質と異なる場合と比べて、第2容器54内の温度の分布を一様にできる。したがって、原子セル31の温度の分布を一様にでき、窓部2aへのアルカリ金属の付着を低減できる。なお、蓋60の材質は、熱伝導率の低い材料であってもよい。これにより、第2容器54内における外部の温度の影響を低減できる。また、蓋60の材質は、熱伝導率の高い材料であってもよい。これにより、第2容器54と蓋60との温度差を小さくでき、第2容器54内の温度を一様にできる。
In the
原子発振器100では、駆動機構70を制御する制御回路40を含み、制御回路40は、ヒーター35が原子セル31の加熱を開始してから所定時間経過後に、駆動機構70に蓋60を開かせる。そのため、原子発振器100では、ヒーター35が原子セル31の加熱を開始してから原子セル31の温度が一定に維持されるまでの間において、外部の温度の影響による窓部2aの温度の低下を低減できる。したがって、原子発振器100では、窓部2aへのアルカリ金属の付着を低減できる。
The
原子発振器100では、制御回路40は、ヒーター35が原子セル31の加熱を停止した場合に、駆動機構70に蓋60を閉じさせる。そのため、原子発振器100では、ヒーター35が原子セル31の加熱を停止した後において、外部の温度の影響による窓部2aの温度の低下を低減できる。したがって、原子発振器100では、窓部2aへのアルカリ金属の付着を低減できる。
In the
原子発振器100では、駆動機構70への通電が停止された場合に、駆動機構70は蓋60を閉じる。そのため、原子発振器100では、例えば、停電などにより予期せずに原子発振器100への電力の供給が停止された場合でも、蓋60が閉じる。したがって、原子発振器100への電力の供給が停止されてヒーター35が原子セル31の加熱を停止した場合でも、窓部2aへのアルカリ金属の付着を低減できる。
In the
1.2. 原子発振器の変形例
次に、第1実施形態に係る原子発振器の変形例について、図面を参照しながら説明する。以下では、上述した図1〜図6に示す原子発振器100の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
1.2. Deformation Example of Atomic Oscillator Next, a modification of the atomic oscillator according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. Hereinafter, points different from the example of the
1.2.1. 第1変形例
図9は、第1変形例に係る原子発振器100の蓋60を模式的に示す断面図である。図10は、第1変形例に係る原子発振器100の蓋60を模式的に示す平面図である。なお、図10は、蓋60を、図9に示すA方向から見た図である。A方向は、発光素子12から出射された光LLの進行方向に沿った方向である。
1.2.1. First Modified Example FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a
図9および図10に示すように、蓋60が閉じた場合に、蓋60と第2容器54との間には、弾性部材62が位置している。
As shown in FIGS. 9 and 10, when the
弾性部材62は、蓋60に固定されている。すなわち、弾性部材62は、蓋60の移動に伴って移動する。弾性部材62は、蓋60の外縁に沿って設けられている。図10に示すように、蓋60が閉じた場合に、弾性部材62は、開口54aを囲むように配置されている。弾性部材62の材質は、例えば、スポンジ、ゴムなどである。弾性部材62は、例えば、蓋60よりも柔らかい。弾性部材62は、蓋60が閉じた場合に、蓋60と第2容器54との間に生じる隙間を塞ぐことができる。これにより、外部の温度の影響による窓部2aの温度の低下を低減できる。したがって、窓部2aへのアルカリ金属の付着を低減できる。
The
なお、上記では、弾性部材62が蓋60に固定されている場合について説明したが、弾性部材62は、第2容器54に固定されていてもよい。
Although the case where the
1.2.2. 第2変形例
図11は、第2変形例に係る原子発振器100を模式的に示す断面図である。なお、図11は、蓋60が閉じた状態を図示している。
1.2.2. Second Modified Example FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing the
上述した図2に示す例では、蓋60が第2容器54の開口54aの開閉を行う場合について説明したが、図11に示すように、蓋60は第1容器52の開口52aの開閉を行ってもよい。図11に示すように、蓋60が第1容器52の開口52aの開閉を行う場合であっても、上述した図2に示す場合と、同様の作用効果を奏することができる。なお、図示はしないが、原子発振器100は、第1容器52の開口52aの開閉を行う蓋60と、第2容器54の開口54aの開閉を行う蓋60と、を有していてもよい。
In the example shown in FIG. 2 described above, the case where the
1.2.3. 第3変形例
上述した第1実施形態では、駆動機構70によって蓋60を第1位置P1と第2位置P2との間を移動させることで、蓋60の開閉を行ったが、蓋60の開閉の方法はこれに限定されない。
1.2.3. Third Modification Example In the first embodiment described above, the
図12〜図16は、第3変形例に係る原子発振器の蓋60の構成を説明するための図である。なお、図12〜図15は、図10に対応している。
12 to 16 are views for explaining the configuration of the
例えば、図12および図13に示すように、軸64まわりに蓋60を回転させることによって、蓋60の開閉を行ってもよい。この場合、駆動機構70は、軸64を回転させるモーターを備えていてもよい。
For example, as shown in FIGS. 12 and 13, the
また、例えば、図14に示すように、蓋60は、複数枚の絞り羽根66を円周上に配置して各絞り羽根66の回転によって、開口54aを開閉する絞り装置であってもよい。なお、図14では、蓋60を閉じた状態を図示している。
Further, for example, as shown in FIG. 14, the
また、例えば、図15に示すように、蓋60が第1部分60aと第2部分60bとを有していてもよい。第1部分60aは、軸64aまわりに回転可能に構成されている。第2部分60bは、軸64bまわりに回転可能に構成されている。第1部分60aが開口54aの一部を塞ぎ、第2部分60bが開口54aの他の部分を塞ぐことによって、開口54aを閉じることができる。
Further, for example, as shown in FIG. 15, the
なお、図16に示すように、第1部分60aと第2部分60bとは、蓋60が閉じた状態において、一部が重なるように構成されていてもよい。これにより、第1部分60aと第2部分60bとの間の隙間を塞ぐことができる。
As shown in FIG. 16, the
また、上記の図5および図6に示す例では、蓋60を開閉させるための動力がエアシリンダーである場合について説明したが、蓋60を開閉させるための動力はこれに限定されない。例えば、蓋60を開閉させるための動力は、ぜんまい、水圧や油圧を利用したもの、原子セル容器50内の温度変化による気体の圧縮、膨張を利用したものなどであってもよい。
Further, in the examples shown in FIGS. 5 and 6 above, the case where the power for opening and closing the
2. 第2実施形態
2.1. 原子発振器
次に、第2実施形態に係る原子発振器について、図面を参照しながら説明する。図17は、第2実施形態に係る原子発振器200を示す概略図である。
2. 2. Second Embodiment 2.1. Atomic Oscillator Next, the atomic oscillator according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 17 is a schematic view showing the
以下、第2実施形態に係る原子発振器200において、上述した第1実施形態に係る原子発振器100の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
Hereinafter, in the
上述した原子発振器100では、駆動機構制御回路45は、ヒーター35が原子セル31の加熱を開始してから所定時間経過後に駆動機構70に蓋60を開かせ、ヒーター35が原子セル31の加熱を停止した場合に駆動機構70に蓋60を閉じさせた。
In the
これに対して、原子発振器200は、原子セル容器50内の温度を検出する温度センサー202を含み、駆動機構制御回路45は、温度センサー202の検出結果に基づいて、原子セル容器50内の温度が所定温度未満である場合に駆動機構70に蓋60を閉じさせ、原子セル容器50内の温度が所定温度以上である場合に駆動機構70に蓋60を開かせる。
On the other hand, the
温度センサー202は、原子セル容器50内の温度を検出する。温度センサー202は、他の部材を介して、原子セル容器50内の温度を検出してもよい。温度センサー202は、図2に示す第1容器52内に収容されている。なお、温度センサー202の位置は特に限定されないが、原子セル容器50内の温度をより正確に検出するために、例えば、原子セル31の温度を検出する温度センサー36よりも原子セル31から離れた位置に配置されている。なお、図示はしないが、温度センサー36を、温度センサー202として用いてもよい。すなわち、温度センサー36を用いて原子セル容器50内の温度を検出してもよい。
The
2.2. 動作
次に、原子発振器200の動作について説明する。ここでは、制御回路40による蓋60の制御について説明する。
2.2. Operation Next, the operation of the
まず、原子発振器200を始動させる場合の蓋60の制御について説明する。図18は、原子発振器200を始動させる場合の制御回路40の処理の一例を示すフローチャートである。
First, the control of the
制御回路40に不図示の外部装置からON信号が入力されると、温度制御回路42は、原子セル31の内部が所望の温度となるように、ヒーター35への通電を開始する(S30)。すなわち、温度制御回路42は、原子セル31の加熱を開始する。なお、ON信号が入力される前は、駆動機構70への通電は停止されているため、蓋60は閉じた状態となっている。
When an ON signal is input to the
駆動機構制御回路45は、温度センサー202での原子セル容器50内の温度の検出結果を取得し、温度センサー202での原子セル容器50内の温度の検出結果に基づいて、原子セル容器50内の温度が所定温度以上となったか否かを判定する(S32)。駆動機構制御回路45は、原子セル容器50内の温度が所定温度以上と判定されるまで待機し(S32のNo)、原子セル容器50内の温度が所定温度以上と判定された場合に(S32のYes)、駆動機構70に蓋60を開かせる(S34)。
The drive
ここで、原子発振器200では、周波数安定性を高めるために、原子セル31がヒーター35によって一定の温度に維持される。所定温度は、例えば、当該一定の温度である。なお、所定温度は、前記一定の温度に限定されず、窓部2aへのアルカリ金属の付着を低減できる範囲で、任意の温度に設定可能である。
Here, in the
制御回路40は、駆動機構70に蓋60を開かせた後、原子発振器200の始動時の蓋60の制御を終了する。
The
上記の処理により蓋60が開くと、原子発振器200はクロック信号の出力を開始する。すなわち、蓋60が開くと、上述したように、温度制御回路41、温度制御回路42、磁場制御回路43、および光源制御回路44が動作し、クロック信号が出力される。
When the
次に、原子発振器200を停止させる場合の蓋60の制御について説明する。図19は、原子発振器200を停止させる場合の制御回路40の処理の一例を示すフローチャートである。
Next, the control of the
制御回路40に不図示の外部装置からOFF信号が入力されると、原子発振器200はクロック信号の出力を停止し、温度制御回路42はヒーター35への通電を停止する(S40)。すなわち、温度制御回路42は、原子セル31の加熱を停止する。なお、OFF信号が入力される前は、蓋60は開いた状態である。
When an OFF signal is input to the
駆動機構制御回路45は、温度センサー202での原子セル容器50内の温度の検出結果を取得し、温度センサー202での原子セル容器50内の温度の検出結果に基づいて、原子セル容器50内の温度が所定温度未満となったか否かを判定する(S42)。駆動機構制御回路45は、原子セル容器50内の温度が所定温度未満と判定されるまで待機し(S42のNo)、原子セル容器50内の温度が所定温度未満と判定された場合に(S42のYes)、駆動機構70に蓋60を閉じさせる(S44)。所定温度は、上述したステップS32の処理における所定温度と同じ温度である。
The drive
制御回路40は、駆動機構70に蓋60を閉じさせた後、原子発振器100の停止時の蓋60の制御を終了する。
After the
2.3. 効果
原子発振器200では、駆動機構70を制御する制御回路40を含み、制御回路40は、温度センサー202での原子セル容器50内の温度の検出結果に基づいて、原子セル容器50内の温度が所定温度未満の場合に駆動機構70に蓋60を閉じさせ、原子セル容器50内の温度が所定温度以上の場合に駆動機構70に蓋60を開かせる。そのため、原子発振器200では、外部の温度の影響による窓部2aの温度の低下を低減できる。したがって、原子発振器200では、窓部2aへのアルカリ金属の付着を低減できる。
2.3. Effect The
3. 第3実施形態
次に、第3実施形態に係る周波数信号生成システムについて、図面を参照しながら説明する。以下のタイミングサーバーとしてのクロック伝送システムは、周波数信号生成システムの一例である。図20は、クロック伝送システム900を示す概略構成図である。
3. 3. Third Embodiment Next, the frequency signal generation system according to the third embodiment will be described with reference to the drawings. The following clock transmission system as a timing server is an example of a frequency signal generation system. FIG. 20 is a schematic configuration diagram showing a
クロック伝送システム900は、第1実施形態に係る原子発振器100を含む。
The
クロック伝送システム900は、時分割多重方式のネットワーク内の各装置のクロックを一致させるものであって、N(Normal)系およびE(Emergency)系の冗長構成を有するシステムである。
The
クロック伝送システム900は、図20に示すように、A局のクロック供給装置901およびSDH(Synchronous Digital Hierarchy)装置902と、B局のクロック供給装置903およびSDH装置904と、C局のクロック供給装置905およびSDH装置906,907と、を備える。クロック供給装置901は、原子発振器100を有し、N系のクロック信号を生成する。クロック供給装置901は、原子発振器100からの周波数信号が入力される端子910を有する。クロック供給装置901内の原子発振器100は、セシウムを用いた原子発振器を含むマスタークロック908,909からのより高精度なクロック信号と同期して、クロック信号を生成する。
As shown in FIG. 20, the
SDH装置902は、クロック供給装置901からのクロック信号に基づいて、主信号の送受信を行うとともに、N系のクロック信号を主信号に重畳し、下位のクロック供給装置905に伝送する。クロック供給装置903は、原子発振器100を有し、E系のクロック信号を生成する。クロック供給装置903は、原子発振器100からの周波数信号が入力される端子911を有する。クロック供給装置903内の原子発振器100は、セシウムを用いた原子発振器を含むマスタークロック908,909からのより高精度なクロック信号と同期して、クロック信号を生成する。
The
SDH装置904は、クロック供給装置903からのクロック信号に基づいて、主信号の送受信を行うとともに、E系のクロック信号を主信号に重畳し、下位のクロック供給装置905に伝送する。クロック供給装置905は、クロック供給装置901,903からのクロック信号を受信し、その受信したクロック信号に同期して、クロック信号を生成する。
The
クロック供給装置905は、通常、クロック供給装置901からのN系のクロック信号に同期して、クロック信号を生成する。そして、N系に異常が発生した場合、クロック供給装置905は、クロック供給装置903からのE系のクロック信号に同期して、クロック信号を生成する。このようにN系からE系に切り換えることにより、安定したクロック供給を担保し、クロックパス網の信頼性を高めることができる。SDH装置906は、クロック供給装置905からのクロック信号に基づいて、主信号の送受信を行う。同様に、SDH装置907は、クロック供給装置905からのクロック信号に基づいて、主信号の送受信を行う。これにより、C局の装置をA局またはB局の装置と同期させることができる。
The
第3実施形態に係る周波数信号生成システムは、クロック伝送システムに限定されない。周波数信号生成システムは、原子発振器が搭載され、原子発振器の周波数信号を利用する各種の装置および複数の装置から構成されるシステムを含む。周波数信号生成システムは、原子発振器を制御する制御部を含む。 The frequency signal generation system according to the third embodiment is not limited to the clock transmission system. The frequency signal generation system includes a system in which an atomic oscillator is mounted and is composed of various devices and a plurality of devices that utilize the frequency signal of the atomic oscillator. The frequency signal generation system includes a control unit that controls an atomic oscillator.
第3実施形態に係る周波数信号生成システムは、例えば、スマートフォン、タブレット端末、時計、携帯電話機、デジタルスチルカメラ、インクジェットプリンターなどの液体吐出装置、パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、POS(point of sales)端末、医療機器、魚群探知機、GNSS(Global Navigation Satellite System)周波数標準器、各種測定機器、計器類、フライトシミュレーター、地上デジタル放送システム、携帯電話基地局、移動体であってもよい。 The frequency signal generation system according to the third embodiment includes, for example, a liquid discharge device such as a smartphone, a tablet terminal, a clock, a mobile phone, a digital still camera, an inkjet printer, a personal computer, a television, a video camera, a video tape recorder, and a car navigation system. Equipment, pagers, electronic notebooks, electronic dictionaries, calculators, electronic game equipment, word processors, workstations, videophones, security TV monitors, electronic binoculars, POS (point of sales) terminals, medical equipment, fish finder, GNSS (Global) Navigation Satellite System) It may be a frequency standard, various measuring devices, instruments, a flight simulator, a terrestrial digital broadcasting system, a mobile phone base station, or a mobile body.
上記医療機器としては、例えば、電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡、心磁計が挙げられる。上記計器類としては、例えば、自動車、航空機、船舶などの計器類が挙げられる。上記移動体としては、例えば、自動車、航空機、船舶などが挙げられる。 Examples of the medical device include an electronic thermometer, a sphygmomanometer, a blood glucose meter, an electrocardiogram measuring device, an ultrasonic diagnostic device, an electronic endoscope, and a magnetocardiograph. Examples of the above-mentioned instruments include instruments such as automobiles, aircrafts, and ships. Examples of the moving body include automobiles, aircrafts, ships and the like.
本発明は、本願に記載の特徴や効果を有する範囲で一部の構成を省略したり、各実施形態や変形例を組み合わせたりしてもよい。 In the present invention, some configurations may be omitted, or each embodiment or modification may be combined within the range having the features and effects described in the present application.
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成を含む。実質的に同一の構成とは、例えば、機能、方法、および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成である。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, the present invention includes substantially the same configuration as that described in the embodiments. A substantially identical configuration is, for example, a configuration having the same function, method, and result, or a configuration having the same purpose and effect. The present invention also includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. The present invention also includes a configuration that exhibits the same effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. The present invention also includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.
2a…窓部、2b…窓部、6…接続部材、10…光源モジュール、11…ペルチェ素子、12…発光素子、13…温度センサー、14…サブマウント、15…光源容器、15a…開口、22…減光フィルター、24…1/4波長板、31…原子セル、31a…第1部材、31b…第2部材、31c…第3部材、32…第1保持部材、32a…開口、32b…開口、33…第2保持部材、34…受光素子、35…ヒーター、36…温度センサー、37…コイル、40…制御回路、41…温度制御回路、42…温度制御回路、43…磁場制御回路、44…光源制御回路、45…駆動機構制御回路、50…原子セル容器、52…第1容器、52a…開口、54…第2容器、54a…開口、60…蓋、60a…第1部分、60b…第2部分、62…弾性部材、64…軸、64a…軸、64b…軸、66…絞り羽根、70…駆動機構、71…移動装置、72…シリンダ管、73…ピストン、74…ロッド、75…フランジ、76…フランジ、77…管、78…バネ、79a…第1室、79b…第2室、80…外容器、82…基体、84…蓋体、100…原子発振器、200…原子発振器、202…温度センサー、502…第1スペーサー、504…第2スペーサー、900…クロック伝送システム、901…クロック供給装置、902…SDH装置、903…クロック供給装置、904…SDH装置、905…クロック供給装置、906…SDH装置、907…SDH装置、908…マスタークロック、909…マスタークロック、910…端子、911…端子 2a ... window part, 2b ... window part, 6 ... connection member, 10 ... light source module, 11 ... Perche element, 12 ... light emitting element, 13 ... temperature sensor, 14 ... submount, 15 ... light source container, 15a ... opening, 22 ... Dimming filter, 24 ... 1/4 wavelength plate, 31 ... Atomic cell, 31a ... First member, 31b ... Second member, 31c ... Third member, 32 ... First holding member, 32a ... Opening, 32b ... Opening , 33 ... 2nd holding member, 34 ... light receiving element, 35 ... heater, 36 ... temperature sensor, 37 ... coil, 40 ... control circuit, 41 ... temperature control circuit, 42 ... temperature control circuit, 43 ... magnetic field control circuit, 44 ... light source control circuit, 45 ... drive mechanism control circuit, 50 ... atomic cell container, 52 ... first container, 52a ... opening, 54 ... second container, 54a ... opening, 60 ... lid, 60a ... first part, 60b ... Second part, 62 ... elastic member, 64 ... shaft, 64a ... shaft, 64b ... shaft, 66 ... throttle blade, 70 ... drive mechanism, 71 ... moving device, 72 ... cylinder tube, 73 ... piston, 74 ... rod, 75 ... Flange, 76 ... Flange, 77 ... Tube, 78 ... Spring, 79a ... First chamber, 79b ... Second chamber, 80 ... Outer container, 82 ... Base, 84 ... Lid, 100 ... Atomic oscillator, 200 ... Atomic oscillator , 202 ... Temperature sensor, 502 ... First spacer, 504 ... Second spacer, 900 ... Clock transmission system, 901 ... Clock supply device, 902 ... SDH device, 903 ... Clock supply device, 904 ... SDH device, 905 ... Clock supply Device, 906 ... SDH device, 907 ... SDH device, 908 ... master clock, 909 ... master clock, 910 ... terminal, 911 ... terminal
Claims (8)
前記発光素子から出射された光が照射される、アルカリ金属原子が収容された原子セルと、
前記原子セルを加熱するヒーターと、
前記原子セルおよび前記ヒーターを収容する、前記発光素子から出射された光が通過する開口を有する容器と、
開閉可能であって、開くことで前記開口が開き、閉じることで前記開口が閉じる蓋と、
前記蓋を開閉させる駆動機構と、
を含む、原子発振器。 Light emitting element and
An atomic cell containing an alkali metal atom, which is irradiated with the light emitted from the light emitting element, and
A heater that heats the atomic cell and
A container containing the atomic cell and the heater and having an opening through which the light emitted from the light emitting element passes.
A lid that can be opened and closed, the opening opens when opened, and the opening closes when closed.
A drive mechanism that opens and closes the lid,
Including atomic oscillators.
前記蓋の材質は、前記容器の材質と同じである、原子発振器。 In claim 1,
The material of the lid is the same as the material of the container, an atomic oscillator.
前記蓋が閉じた場合に、前記蓋と前記容器との間に位置する弾性部材を含む、原子発振器。 In claim 1 or 2,
An atomic oscillator comprising an elastic member located between the lid and the container when the lid is closed.
前記駆動機構を制御する制御回路を含み、
前記制御回路は、前記ヒーターが前記原子セルの加熱を開始してから所定時間経過後に、前記駆動機構に前記蓋を開かせる、原子発振器。 In any one of claims 1 to 3,
A control circuit for controlling the drive mechanism is included.
The control circuit is an atomic oscillator that causes the drive mechanism to open the lid after a lapse of a predetermined time from the heater starting heating of the atomic cell.
前記制御回路は、前記ヒーターが前記原子セルの加熱を停止した場合に、前記駆動機構に前記蓋を閉じさせる、原子発振器。 In claim 4,
The control circuit is an atomic oscillator that causes the drive mechanism to close the lid when the heater stops heating the atomic cell.
前記駆動機構を制御する制御回路と、
前記容器内の温度を検出する温度センサーと、
を含み、
前記制御回路は、前記温度センサーの検出結果に基づいて、
前記容器内の温度が所定温度未満である場合に、前記駆動機構に前記蓋を閉じさせて、
前記容器内の温度が前記所定温度以上である場合に、前記駆動機構に前記蓋を開かせる、原子発振器。 In any one of claims 1 to 3,
A control circuit that controls the drive mechanism and
A temperature sensor that detects the temperature inside the container and
Including
The control circuit is based on the detection result of the temperature sensor.
When the temperature inside the container is lower than the predetermined temperature, the drive mechanism is made to close the lid.
An atomic oscillator that causes the drive mechanism to open the lid when the temperature inside the container is equal to or higher than the predetermined temperature.
前記駆動機構への通電が停止された場合に、前記駆動機構は前記蓋を閉じさせる、原子発振器。 In any one of claims 1 to 6,
An atomic oscillator that closes the lid of the drive mechanism when the energization of the drive mechanism is stopped.
前記原子発振器は、
発光素子と、
前記発光素子から出射された光が照射される、アルカリ金属原子が収容された原子セルと、
前記原子セルを加熱するヒーターと、
前記原子セルおよび前記ヒーターを収容する、前記発光素子から出射された光が通過する開口を有する容器と、
開閉可能であって、開くことで前記開口が開き、閉じることで前記開口が閉じる蓋と、
前記蓋を開閉させる駆動機構と、
を含む、周波数信号生成システム。 A frequency signal generation system that includes an atomic oscillator
The atomic oscillator
Light emitting element and
An atomic cell containing an alkali metal atom, which is irradiated with the light emitted from the light emitting element, and
A heater that heats the atomic cell and
A container containing the atomic cell and the heater and having an opening through which the light emitted from the light emitting element passes.
A lid that can be opened and closed, the opening opens when opened, and the opening closes when closed.
A drive mechanism that opens and closes the lid,
Frequency signal generation system, including.
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JP2013171881A (en) * | 2012-02-17 | 2013-09-02 | Seiko Epson Corp | Atomic oscillator |
US20130265112A1 (en) * | 2012-04-10 | 2013-10-10 | Honeywell International Inc. | Low power reduction of biases in a micro primary frequency standard |
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