JP2636671B2 - Rubidium atomic oscillator - Google Patents
Rubidium atomic oscillatorInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波によりルビ
ジウムランプのポンピング光を吸収し、この光吸収特性
により電圧制御水晶発振器の発振周波数の校正を行うガ
スセル型ルビジウム原子発振器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas cell type rubidium atomic oscillator which absorbs pumping light of a rubidium lamp by microwaves and calibrates the oscillation frequency of a voltage controlled crystal oscillator based on the light absorption characteristics.
【0002】[0002]
【従来の技術】ルビジウム原子発振器は、電圧制御水晶
発振器の発振周波数を、ルビジウム原子の遷移周波数の
同期させて、安定な標準周波数を得る発振器である。こ
の同期には、マイクロ波による、ルビジウムガスセルに
おけるルビジウムランプのポンピング光の吸収特性が用
いられる。2. Description of the Related Art A rubidium atomic oscillator is an oscillator that obtains a stable standard frequency by synchronizing the oscillation frequency of a voltage controlled crystal oscillator with the transition frequency of rubidium atoms. For this synchronization, the absorption characteristic of the pumping light of the rubidium lamp in the rubidium gas cell by the microwave is used.
【0003】図4と図5に、それぞれルビジウム原子発
振器の基本的な回路構成と、そのルビジウム原子発振器
内で用いられる光マイクロ波ユニットの基本構成を示
す。ルビジウム原子発振器11は、光マイクロ波ユニッ
ト12と周波数制御器13と電圧制御水晶発振器14と
周波数逓倍器15と周波数合成器16と周波数混合器1
7とで構成される。また、光マイクロ波ユニット12
は、ルビジウムランプ21とルビジウムガスセル22と
キャビティ23とCフィールドコイル24と光検出器2
5とで構成される。FIGS. 4 and 5 show a basic circuit configuration of a rubidium atomic oscillator and a basic configuration of an optical microwave unit used in the rubidium atomic oscillator, respectively. The rubidium atomic oscillator 11 includes an optical microwave unit 12, a frequency controller 13, a voltage controlled crystal oscillator 14, a frequency multiplier 15, a frequency synthesizer 16, and a frequency mixer 1
7 is comprised. The optical microwave unit 12
Are a rubidium lamp 21, a rubidium gas cell 22, a cavity 23, a C field coil 24, and a photodetector 2.
And 5.
【0004】周波数制御器13は、光マイクロ波ユニッ
ト12内の光検出器25の出力を受け、この出力に応じ
て、電圧制御水晶発振器14の発振周波数の制御を行
う。電圧制御水晶発振器14の出力は、図示していない
外部装置に対して出力されるとともに、周波数逓倍器1
5と周波数合成器16に出力される。周波数逓倍器15
は、入力された周波数を所定の係数で逓倍し、マイクロ
波を作成し、これを周波数混合器16に出力する。周波
数合成器16は、電圧制御水晶発振器14の出力信号か
ら所定の周波数を合成して、周波数混合器17に出力す
る。周波数混合器17は、これらを混合して変調された
マイクロ波を作成してマイクロ波供給線26を用いて、
これを光マイクロ波ユニット12のキャビティ23内に
供給する。The frequency controller 13 receives the output of the photodetector 25 in the optical microwave unit 12, and controls the oscillation frequency of the voltage controlled crystal oscillator 14 according to the output. The output of the voltage controlled crystal oscillator 14 is output to an external device (not shown), and the frequency multiplier 1
5 and output to the frequency synthesizer 16. Frequency multiplier 15
Multiplies the input frequency by a predetermined coefficient, creates a microwave, and outputs it to the frequency mixer 16. The frequency synthesizer 16 synthesizes a predetermined frequency from the output signal of the voltage controlled crystal oscillator 14 and outputs the result to the frequency mixer 17. The frequency mixer 17 mixes these to create a modulated microwave and uses a microwave supply line 26 to
This is supplied into the cavity 23 of the optical microwave unit 12.
【0005】供給されたマイクロ波の周波数とルビジウ
ムランプの発するポンピング光の周波数が所定の関係を
満たすときには、ルビジウムガスセル22内で、ポンピ
ング光の吸収が起こる。ルビジウム原子発振器11は、
この光吸収特性を光検出器25で検出することにより、
そのマイクロ波と逓倍関係を有する電圧制御水晶発振器
の発振周波数の校正を行っている。ルビジウム原子発振
器の基本動作は、以上のようなものであるが、ルビジウ
ム原子発振器には、周囲温度の変化によりその発振周波
数が変動するといった問題と、経時的に発振周波数が変
動してしまうという問題があった。When the frequency of the supplied microwave and the frequency of the pumping light emitted by the rubidium lamp satisfy a predetermined relationship, the pumping light is absorbed in the rubidium gas cell 22. The rubidium atomic oscillator 11
By detecting this light absorption characteristic with the photodetector 25,
Calibration of the oscillation frequency of the voltage controlled crystal oscillator having a multiplication relationship with the microwave is performed. The basic operation of the rubidium atomic oscillator is as described above.However, the problem with the rubidium atomic oscillator is that the oscillation frequency fluctuates due to changes in the ambient temperature and that the oscillation frequency fluctuates over time. was there.
【0006】これらの問題のうち、周囲温度の変化に対
する周波数変動を解消するものとして、周囲温度の変化
に対して周波数補償を行うルビジウム原子発振器が特開
平2−11023号公報に開示されている。図6に、こ
のルビジウム原子発振器で周波数補償を行っている回路
の構成を示す。この補償回路は、温度検出部31とA/
D変換器32とメモリ33とD/A変換器34で構成さ
れる。このルビジウム原子発振器では、この補償回路を
用いて以下の手順により周波数補正を行っている。Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2-11023 discloses a rubidium atomic oscillator for compensating for a frequency change with respect to a change in the ambient temperature. FIG. 6 shows a configuration of a circuit that performs frequency compensation with the rubidium atomic oscillator. This compensation circuit includes a temperature detector 31 and an A / A
It comprises a D converter 32, a memory 33 and a D / A converter. In this rubidium atomic oscillator, frequency compensation is performed by the following procedure using this compensation circuit.
【0007】温度検出部31は、周囲の温度を検出して
その検出結果をアナログ信号で出力を行う。A/D変換
器32は、このアナログ信号をデジタル信号に変換し
て、メモリ33に出力する。このメモリ33には、デジ
タル信号化された温度情報に1対1に対応させてCフィ
ールドコイル24に供給する電流値が予め記憶されてい
る。メモリ33は、この周囲温度情報に対応した電流値
をD/A変換器34に出力し、D/A変換器34は、デ
ジタル信号で指定される電流値に応じた電流を電流供給
線27を用いて、光マイクロ波ユニット12内のCフィ
ールドコイル24に供給する。このような動作により、
周囲の温度変化による周波数変動量の補償が行われる。The temperature detector 31 detects the ambient temperature and outputs the detection result as an analog signal. The A / D converter 32 converts the analog signal into a digital signal and outputs the digital signal to the memory 33. In the memory 33, a current value to be supplied to the C field coil 24 is stored in advance in one-to-one correspondence with the temperature information converted into a digital signal. The memory 33 outputs a current value corresponding to the ambient temperature information to the D / A converter 34, and the D / A converter 34 supplies a current corresponding to the current value specified by the digital signal to the current supply line 27. To supply it to the C field coil 24 in the optical microwave unit 12. With such an operation,
Compensation for the frequency variation due to the ambient temperature change is performed.
【0008】また、経時的な変化に対する補償を行うル
ビジウム原子発振器が特開昭62−139413号公報
に開示されている。このルビジウム原子発振器は、照射
する光が弱いほどルビジウムガスセルの経時変化が少な
いことを利用するものであり、2つのルビジウムガスセ
ルを設けたものである。A rubidium atomic oscillator for compensating for a change over time is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-139413. This rubidium atomic oscillator utilizes the fact that the weaker the light to be irradiated, the smaller the change over time of the rubidium gas cell, and is provided with two rubidium gas cells.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】従来の周囲温度の変化
に対する周波数補償を行うルビジウム発振器では、周囲
の温度変化に対してのみ周波数補償を実施しているた
め、たとえば、経時変化等の他の原因により周波数が変
化した場合、十分な補償が行えないといった問題が存在
した。また、経時変化に対する補償を行うものとして開
示されているルビジウム原子発振器では、ルビジウムガ
スセルを2つ設けなければならず、装置構成が複雑にな
るとともに、発振器自体が大きくなってしまうといった
問題が存在した。In a conventional rubidium oscillator which performs frequency compensation for a change in ambient temperature, frequency compensation is performed only for a change in ambient temperature. Therefore, there is a problem that when the frequency changes due to the above, sufficient compensation cannot be performed. Further, in the rubidium atomic oscillator disclosed as compensating for a change with time, two rubidium gas cells must be provided, and the device configuration becomes complicated and the oscillator itself becomes large. .
【0010】そこで本発明の目的は、周囲温度の変化や
ルビジウムガスセルの経時変化による発振周波数の変動
の補償を行うことができるルビジウム原子発振器を提供
することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a rubidium atomic oscillator capable of compensating for a change in oscillation frequency due to a change in ambient temperature or a change over time in a rubidium gas cell.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、標準周波数を出力するための電圧制御水晶発振器
と、ポンピング光を発するルビジウムランプと、電圧制
御水晶発振器の出力周波数を逓倍したマイクロ波を出力
するマイクロ波出力源と、このマイクロ波出力源が発生
するマイクロ波によりルビジウムランプからのポンピン
グ光を吸収するルビジウム原子を封入したルビジウムガ
スセルを含むキャビティと、このキャビティに所定方向
の静磁場を印加する静磁場印加手段と、この静磁場の強
度によってルビジウムガスセルにおけるポンピング光の
吸収特性を周波数軸方向にシフトすることにより電圧制
御水晶発振器の発振周波数の調整を行う電圧制御水晶発
振器発振周波数調整手段と、キャビティ内のマイクロ波
のレベルを測定するマイクロ波レベル測定手段と、この
マイクロ波レベル測定手段によって検出されたマイクロ
波のレベルと基準となるマイクロ波のレベルの差を演算
するレベル差演算手段と、このレベル差演算手段によっ
て演算されたレベル差とマイクロ波の周波数変化量との
関係、およびマイクロ波の周波数変動量とこの周波数の
変動を補償するための静磁場の強度の変更量との関係を
それぞれ予め記憶した記憶手段と、静磁場印加手段で印
加する静磁場の強度をこの記憶手段から読み出された値
を基に変更する静磁場強度変更手段とをルビジウム原子
発振器に具備させる。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a voltage controlled crystal oscillator for outputting a standard frequency, a rubidium lamp for emitting pumping light, and a microwave obtained by multiplying the output frequency of the voltage controlled crystal oscillator. And a cavity including a rubidium gas cell filled with rubidium atoms that absorbs pumping light from a rubidium lamp by microwaves generated by the microwave output source, and a static magnetic field in a predetermined direction is applied to the cavity. Means for applying a static magnetic field to be applied, and means for adjusting the oscillation frequency of the voltage-controlled crystal oscillator by shifting the absorption characteristic of the pumping light in the rubidium gas cell in the frequency axis direction by the intensity of the static magnetic field. To measure the level of microwaves in the cavity. And black wave level measuring means, the micro-detected by the microwave level measuring means
Calculates the difference between the wave level and the reference microwave level
Level difference calculating means, and the level difference calculating means.
Between the calculated level difference and the microwave frequency change
Relationship, the amount of microwave frequency variation and this frequency
The relationship between the static magnetic field strength and the amount of change
The values read from the storage means and the strength of the static magnetic field applied by the static magnetic field applying means are stored in advance.
Means for changing the static magnetic field strength based on the rubidium atom
An oscillator is provided.
【0012】すなわち請求項1記載の発明では、ルビジ
ウムランプのポンピング光をマイクロ波によってルビジ
ウムガスセルに吸収させるキャビティ内のマイクロ波の
レベルを測定するマイクロ波レベル測定手段を設け、ま
たマイクロ波のレベル差と周波数変化量との関係、およ
びマイクロ波の周波数変動量とこの周波数の変動を補償
するための静磁場の強度の変更量との関係をそれぞれ予
め記憶した記憶手段を用意しておく。そしてマイクロ波
レベル測定手段によって検出されたマイクロ波のレベル
と基準となるマイクロ波のレベルの差をレベル差演算手
段で演算し、これを基にして電圧制御水晶発振器の出力
周波数を一定にするための静磁場の強度を読み出し、こ
の値に変更する。キャビティ内のマイクロ波レベルと出
力周波数の間には、相関関係が存在することが確かめら
れたので、これにより、周囲温度の変化やルビジウムガ
スセルの経時変化による発振周波数の変動の補償を行う
という目的が達成される。[0012] That is, in the first aspect of the present invention is provided with a microwave level measuring means for measuring the level of the microwave in the cavity to absorb a pumping light rubidium lamp rubidium gas cell by microwave, or
The relationship between the level difference of the
Compensation for frequency fluctuations of microwaves and microwaves and fluctuations of this frequency
The relationship between the static magnetic field strength and the amount of change
A storage means for storing the information is prepared. And microwave
Microwave level detected by level measuring means
The difference between the level of the reference microwave and the level
Calculates the output of the voltage controlled crystal oscillator based on this
Read out the strength of the static magnetic field to make the frequency constant,
To the value of Confirm that there is a correlation between the microwave level in the cavity and the output frequency .
Because it was, thereby, the purpose is achieved in that to compensate for variations in the oscillation frequency due to aging changes or rubidium gas cell at ambient temperature.
【0013】[0013]
【0014】[0014]
【0015】[0015]
【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to embodiments.
【0016】本発明のルビジウム原子発振器は、光マイ
クロ波ユニット内のマイクロ波レベルの測定により、周
波数変動を検出し、その検出結果に応じてCフィールド
コイルの電流値を制御して周波数の補償を行うものであ
る。The rubidium atomic oscillator of the present invention detects a frequency fluctuation by measuring the microwave level in the optical microwave unit, and controls the current value of the C field coil according to the detection result to compensate for the frequency. Is what you do.
【0017】先ず、本発明のルビジウム原子発振器の出
力周波数補償原理の説明を行う。マイクロ波レベルの変
化量ΔPと出力周波数の変化量Δfとの間には、図2に
示す関係が存在する。また、Cフィールドコイルに通電
する電流値の変化量ΔIと出力周波数変化量Δfとの間
には、図3に示すような相関関係が存在する。これらの
関係から、マイクロ波レベルの変化量を測定することに
より、周波数の変化量の評価が行え、さらに、その周波
数の変化量を補償するために必要なCフィールドコイル
に供給する電流値が算出できることになる。本発明のル
ビジウム原子発振器では、この周波数補償動作を以下に
示す回路構成により実現する。First, the principle of output frequency compensation of the rubidium atomic oscillator of the present invention will be described. The relationship shown in FIG. 2 exists between the change amount ΔP of the microwave level and the change amount Δf of the output frequency. Further, there is a correlation as shown in FIG. 3 between the amount of change ΔI of the current supplied to the C field coil and the amount of change Δf of the output frequency. From these relationships, by measuring the amount of change in the microwave level, the amount of change in the frequency can be evaluated, and the current value supplied to the C field coil required to compensate for the amount of change in the frequency is calculated. You can do it. In the rubidium atomic oscillator of the present invention, this frequency compensation operation is realized by the following circuit configuration.
【0018】図1に、本発明の実施例のルビジウム原子
発振器の補償回路の構成を示す。補償回路35は、帯域
通過フィルタ36と検波回路37とA/D変換器38と
CPU(中央処理装置)39とCフィールド制御回路4
0とメモリ41とで構成される。なお、メモリ41に
は、以下に説明を行う動作を指示する情報とマイクロ波
の出力レベルの基準値であるDstdと図2に示した周
波数変化量Δfとマイクロ波レベル変化量ΔPとの関係
情報および図3に示した周波数変化量ΔfとCフィール
ドコイルに供給する電流変化量ΔIとの関係情報が格納
されている。この補償回路35は、電流供給線27とマ
イクロ波検出線42により、光マイクロ波ユニット12
と接続されている。なお、光マイクロ波ユニットは、図
示していない信号線により、図4に示したような回路を
構成している。この補償回路の動作の説明を以下に行
う。FIG. 1 shows the configuration of a compensation circuit for a rubidium atomic oscillator according to an embodiment of the present invention. The compensation circuit 35 includes a band-pass filter 36, a detection circuit 37, an A / D converter 38, a CPU (central processing unit) 39, and a C field control circuit 4.
0 and a memory 41. The memory 41 stores information instructing an operation to be described below, relation information between Dstd, which is a reference value of the microwave output level, and the frequency change Δf and the microwave level change ΔP shown in FIG. Further, information on the relationship between the frequency change Δf shown in FIG. 3 and the current change ΔI supplied to the C field coil is stored. The compensation circuit 35 is connected to the optical microwave unit 12 by the current supply line 27 and the microwave detection line 42.
Is connected to The optical microwave unit forms a circuit as shown in FIG. 4 by a signal line (not shown). The operation of this compensation circuit will be described below.
【0019】帯域通過フィルタ36は、光マイクロ波ユ
ニット12とマイクロ波検出線42によって接続されて
おり、入力されたマイクロ波から同期状態の検出に必要
なマイクロ波の抽出を行う。検波器37は、この抽出さ
れたマイクロ波の出力レベルをそれに応じた直流電圧に
変換し、A/D変換器38はこの直流電圧をデジタル信
号Dに変換する。CPU39は、このデジタル信号Dと
基準信号Dstdとの差ΔDを算出し、メモリ41に格
納されているΔDとΔfとの関係情報を用いて、現在、
生じている周波数変動量Δfを求める。次に、この周波
数変動Δfを補償するためにCフィールドコイルに通電
する電流値の変化量ΔIをメモリ41に格納されたΔf
とΔIの関係から求め、得られた電流変化値ΔIを現在
の電流値に加えて新たな電流値Iを設定する。Cフィー
ルド制御回路40は、デジタル信号で指示された電流値
Iをアナログ信号としてCフィールドコイルに供給し、
ルビジウムガスセルに印加する静磁場の変更を行う。こ
の結果として、周波数変動Δfが打ち消される。The band-pass filter 36 is connected to the optical microwave unit 12 by a microwave detection line 42, and extracts a microwave necessary for detecting a synchronization state from the input microwave. The detector 37 converts the output level of the extracted microwave into a DC voltage corresponding thereto, and the A / D converter 38 converts the DC voltage into a digital signal D. The CPU 39 calculates the difference ΔD between the digital signal D and the reference signal Dstd, and uses the relation information between ΔD and Δf stored in the memory 41 to calculate
The amount of frequency fluctuation Δf that has occurred is determined. Next, in order to compensate for this frequency variation Δf, the variation ΔI of the value of the current supplied to the C field coil is represented by Δf stored in the memory 41.
, And a new current value I is set by adding the obtained current change value ΔI to the current current value. The C field control circuit 40 supplies the current value I indicated by the digital signal to the C field coil as an analog signal,
The static magnetic field applied to the rubidium gas cell is changed. As a result, the frequency fluctuation Δf is canceled.
【0020】また、マイクロ波レベルの検出を光マイク
ロ波ユニット内で行わずに、光マイクロ波ユニットに供
給するマイクロ波を分岐させ、これを用いて検出を行う
ように補償回路を構成してもよい。Also, the compensation circuit may be configured such that the microwave supplied to the optical microwave unit is branched and the detection is performed using the microwave, without detecting the microwave level in the optical microwave unit. Good.
【0021】[0021]
【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の発明
によれば、ルビジウム原子発振器の出力周波数の変化
を、光マイクロ波ユニット内のマイクロ波のレベルの測
定により行い、その検出結果に応じて、周囲温度や経時
変化による周波数変動に対する周波数補償を行うことが
できる。このため、温度変化や経時変化による周波数変
動が少ないルビジウム原子発振器を得ることができる。
また、記憶手段にマイクロ波のレベル差と周波数変化量
との関係、およびマイクロ波の周波数変動量とこの周波
数の変動を補償するための静磁場の強度の変更量との関
係をそれぞれ予め記憶しておくので、静磁場の強度の変
更を迅速に行うことができる。 According to the invention of claim 1, wherein, as described in the foregoing, the change of the output frequency of the rubidium atom oscillator, carried out by measurement of the microwave level in the optical microwave unit, according to the detection result As a result, it is possible to perform frequency compensation for frequency fluctuations due to ambient temperature and changes over time. For this reason, it is possible to obtain a rubidium atomic oscillator with less frequency fluctuation due to temperature change and temporal change.
In addition, the microwave level difference and frequency change amount are stored in the storage means.
And the amount of microwave frequency fluctuation and this frequency
Of the change in static magnetic field strength to compensate
Since the parameters are stored in advance, changes in the static magnetic field
Changes can be made quickly.
【0022】[0022]
【図1】本発明の実施例のルビジウム原子発振器内の光
マイクロ波ユニットと周波数補償回路との接続関係を示
したブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a connection relationship between an optical microwave unit and a frequency compensation circuit in a rubidium atomic oscillator according to an embodiment of the present invention.
【図2】実施例のルビジウム原子発振器のマイクロ波レ
ベルの変化量と出力周波数の変化量の関係を示した関係
図である。FIG. 2 is a relationship diagram showing a relationship between a change amount of a microwave level and a change amount of an output frequency of the rubidium atomic oscillator of the embodiment.
【図3】実施例のルビジウム原子発振器のCフィールド
コイルに加える電流の変化量と出力周波数の変化量の関
係を示した関係図である。FIG. 3 is a relationship diagram showing a relationship between a change amount of a current applied to a C-field coil of the rubidium atomic oscillator of the embodiment and a change amount of an output frequency.
【図4】従来例のルビジウム原子発振器の基本的な回路
構成を示したブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a basic circuit configuration of a conventional rubidium atomic oscillator.
【図5】従来例のルビジウム原子発振器の光マイクロ波
ユニットの基本的な構成を示した構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing a basic configuration of an optical microwave unit of a conventional rubidium atomic oscillator.
【図6】従来例の周囲温度に対する周波数補償を行うル
ビジウム原子発振器の周波数補償回路の回路構成を示し
たブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a circuit configuration of a frequency compensating circuit of a conventional rubidium atomic oscillator that performs frequency compensation with respect to an ambient temperature.
【符号の説明】 11…ルビジウム原子発振器 12…光マイクロ波ユニット 13…周波数制御器 14…電圧制御水晶発振器 15…周波数逓倍器 16…周波数合成器 17…周波数混合器 21…ルビジウムランプ 22…ルビジウムガスセル 23…キャビティ 24…Cフィールドコイル 25…光検出器 26…マイクロ波供給線 27…電流供給線 30、35…補償回路 31…温度検出部 32、38…A/D変換器 33、41…メモリ 34…D/A変換器 36…帯域通過フィルタ 37…検波回路 39…CPU(中央処理回路) 40…Cフィールド制御回路 42…マイクロ波検出線[Description of Symbols] 11 ... Rubidium atomic oscillator 12 ... Optical microwave unit 13 ... Frequency controller 14 ... Voltage controlled crystal oscillator 15 ... Frequency multiplier 16 ... Frequency synthesizer 17 ... Frequency mixer 21 ... Rubidium lamp 22 ... Rubidium gas cell Reference Signs List 23 Cavity 24 C field coil 25 Photodetector 26 Microwave supply line 27 Current supply line 30, 35 Compensation circuit 31 Temperature detector 32, 38 A / D converter 33, 41 Memory 34 ... D / A converter 36 ... Bandpass filter 37 ... Detection circuit 39 ... CPU (central processing circuit) 40 ... C field control circuit 42 ... Microwave detection line
Claims (1)
晶発振器と、 ポンピング光を発するルビジウムランプと、 前記電圧制御水晶発振器の出力周波数を逓倍したマイク
ロ波を出力するマイクロ波出力源と、 このマイクロ波出力源が発生するマイクロ波により前記
ルビジウムランプからのポンピング光を吸収するルビジ
ウム原子を封入したルビジウムガスセルを含むキャビテ
ィと、 このキャビティに所定方向の静磁場を印加する静磁場印
加手段と、前記キャビティ 内のマイクロ波のレベルを測定するマイ
クロ波レベル測定手段と、 このマイクロ波レベル測定手段によって検出されたマイ
クロ波のレベルと基準となるマイクロ波のレベルの差を
演算するレベル差演算手段と、 このレベル差演算手段によって演算されたレベル差とマ
イクロ波の周波数変化量との関係、およびマイクロ波の
周波数変動量とこの周波数の変動を補償するための静磁
場の強度の変更量との関係をそれぞれ予め記憶した記憶
手段と、 前記静磁場印加手段で印加する静磁場の強度をこの記憶
手段から読み出された値を基に変更する静磁場強度変更
手段と、 この静磁場強度変更手段によって静磁場の強度を変化さ
せることで前記ルビジウムガスセルにおけるポンピング
光の吸収特性を周波数軸方向にシフトすることにより前
記電圧制御水晶発振器の発振周波数の調整を行う電圧制
御水晶発振器発振周波数調整手段 とを具備することを特
徴とするルビジウム原子発振器。A voltage controlled crystal oscillator for outputting a standard frequency; a rubidium lamp for emitting pumping light; a microwave output source for outputting a microwave obtained by multiplying an output frequency of the voltage controlled crystal oscillator; A cavity including a rubidium gas cell filled with rubidium atoms for absorbing pumping light from the rubidium lamp by a microwave generated by a wave output source; a static magnetic field applying means for applying a static magnetic field in a predetermined direction to the cavity; Microwave level measuring means for measuring the level of the microwaves within; level difference calculating means for calculating the difference between the level of the microwave detected by the microwave level measuring means and the level of the reference microwave; The level difference calculated by the level difference calculating means and the microwave A storage unit in which the relationship between the frequency change amount and the relationship between the microwave frequency change amount and the change amount of the static magnetic field intensity for compensating the change in the frequency are respectively stored in advance, and the relationship is applied by the static magnetic field applying unit. Magnetic field strength changing means for changing the strength of the static magnetic field based on the value read from the storage means, and changing the static magnetic field strength by the static magnetic field strength changing means.
Pumping in the rubidium gas cell
By shifting the light absorption characteristics in the frequency axis direction,
Voltage control A voltage control that adjusts the oscillation frequency of the crystal oscillator.
A rubidium atomic oscillator comprising a crystal oscillator oscillation frequency adjusting means .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5123958A JP2636671B2 (en) | 1993-05-26 | 1993-05-26 | Rubidium atomic oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
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