JP2725590B2 - Optical microwave unit for rubidium atomic oscillator - Google Patents

Optical microwave unit for rubidium atomic oscillator

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JP2725590B2
JP2725590B2 JP6036169A JP3616994A JP2725590B2 JP 2725590 B2 JP2725590 B2 JP 2725590B2 JP 6036169 A JP6036169 A JP 6036169A JP 3616994 A JP3616994 A JP 3616994A JP 2725590 B2 JP2725590 B2 JP 2725590B2
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microwave
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antenna
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伸一 福川
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光ポンピング法を用い
たガウセル型ルビジウム原子発振器に関し、特に光マイ
クロ波ユニットのアンテナの構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Gaussian-type rubidium atomic oscillator using an optical pumping method, and more particularly to an antenna structure of an optical microwave unit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のルビジウム原子発振器用光マイク
ロ波ユニットは、図2に示されるように、キャビティ1
の内部にマイクロ波導入用アンテナ4と2本のマイクロ
波モニタ用アンテナ5を有している。このマイクロ波モ
ニタ用アンテナ5よりキャビティ1の内部のマイクロ波
の発生状態を直接監視し、キャビティ1のチューニング
状態を判定している。
2. Description of the Related Art A conventional optical microwave unit for a rubidium atomic oscillator has a cavity 1 as shown in FIG.
Has a microwave introduction antenna 4 and two microwave monitoring antennas 5 inside. The state of generation of microwaves inside the cavity 1 is directly monitored by the microwave monitoring antenna 5 to determine the tuning state of the cavity 1.

【0003】ここで、アンテナ5には熱伝導率のよい銅
が用いられ、表面には金または銀メッキが施され、マイ
クロ波の損失が小さくなるようにされている(例えば、
実開昭60−59633号)。
Here, copper having good thermal conductivity is used for the antenna 5 and its surface is plated with gold or silver so as to reduce microwave loss (for example,
60-59633).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来のマイクロ波ユニ
ットはアンテナの形状が大きため、キャビティ1の内部
で発生するマイクロ波のモードが乱れやすく、キャビテ
ィとしての周波数帯域の半値幅Qが低下しやすいという
問題がある。
Since the conventional microwave unit has a large antenna shape, the mode of the microwave generated inside the cavity 1 is easily disturbed, and the half width Q of the frequency band as the cavity is easily reduced. There is a problem.

【0005】上述の欠点に鑑みて、本発明の目的はキャ
ビティ内部のマイクロ波を乱すことなく、また、周波数
帯域が高く安定したルビジウム原子発振器用光マイクロ
波ユニットを提供することにある。
In view of the above drawbacks, an object of the present invention is to provide an optical microwave unit for a rubidium atomic oscillator that does not disturb the microwave inside the cavity and has a high frequency band and is stable.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上述の欠点を除去するた
めに、本発明のルビジウム原子発振器用光マイクロ波ユ
ニットは、ルビジウムガウセルを内包するキャビティ部
とルビジウムガウセルに光マイクロ波を照射するルビジ
ウムランプを備えたルビジウム原子発振器用光マイクロ
波ユニットにおいて、キャビティの内部に少なくとも2
本のアンテナを備え、アンテナのうち、少なくとも1本
のアンテナがマイクロストリップラインで構成されてい
ることを特徴としている。
In order to eliminate the above-mentioned disadvantages, an optical microwave unit for a rubidium atomic oscillator according to the present invention irradiates an optical microwave to a cavity portion containing a rubidium gaucell and a rubidium gaucell. An optical microwave unit for a rubidium atomic oscillator equipped with a rubidium lamp, wherein at least 2
Antennas, and at least one of the antennas is constituted by a microstrip line.

【0007】[0007]

【作用】キャビティ内部のアンテナをマイクロストリッ
プラインで構成することにより、キャビティ内部の余分
なアンテナ線を排除することができ、マイクロ波のモー
ドの乱れを抑制することができる。
By forming the antenna inside the cavity with a microstrip line, an extra antenna line inside the cavity can be eliminated, and disturbance of the microwave mode can be suppressed.

【0008】[0008]

【実施例】次に、本説明について図面を参照して詳細に
説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present description will be described in detail with reference to the drawings.

【0009】図1は、本発明のルビジウム原子発振器用
光マイクロ波ユニットの一実施例の構造を示している。
キャビティ1の内部にはルビジウムガウセル2、太陽電
池3、およびマイクロ波導入用アンテナ4とマイクロ波
モニタ用アンテナ5が設けられている。ここで、アンテ
ナ4はルビジウムランプ(図示省略)から照射されるマ
イクロ波をキャビティ1に導入するためのものであり、
キャビティ1の底面に設けられた光入射孔6の近傍に設
けられている。一方、アンテナ5はマイクロ波モニタ用
であって、光入射孔6と対向する内壁面に配置されたプ
リント板9の上に、太陽電池3と同一の面上にマイクロ
ストリップラインにより形成されている。このマイクロ
ストリップラインは、銅薄膜により形成されている。マ
イクロ波モニタ用アンテナ5は、キャビティ1の外部の
コネクタ6と接続されることによって、キャビティ1の
内部のマイクロ波導入用アンテナ4により入力されたマ
イクロ波の発生状態が直接監視され、キャビティ1のチ
ューニング状態が正確に検出され、判定される。
FIG. 1 shows the structure of an embodiment of an optical microwave unit for a rubidium atomic oscillator according to the present invention.
Inside the cavity 1, a rubidium gau cell 2, a solar cell 3, a microwave introducing antenna 4 and a microwave monitoring antenna 5 are provided. Here, the antenna 4 is for introducing microwaves irradiated from a rubidium lamp (not shown) into the cavity 1.
It is provided near a light incident hole 6 provided on the bottom surface of the cavity 1. On the other hand, the antenna 5 is for microwave monitoring, and is formed by a microstrip line on the same surface as the solar cell 3 on a printed board 9 arranged on the inner wall surface facing the light incident hole 6. . This microstrip line is formed of a copper thin film. The microwave monitoring antenna 5 is connected to the connector 6 outside the cavity 1, so that the state of generation of the microwave input by the microwave introduction antenna 4 inside the cavity 1 is directly monitored. The tuning state is accurately detected and determined.

【0010】図3は、上述の一実施例のキャビティ部の
詳細を示す斜視図である。ルビジウムランプ7から照射
される光が光入射孔6およびルビジウムガウセル2を通
って太陽電池3に検出されて発振回路(図示省略)に送
出され処理される。ここで、太陽電池3および発振回路
は、従来の構成を同様のものが用いられている。
FIG . 3 is a perspective view showing details of the cavity portion of the above-described embodiment. Light emitted from the rubidium lamp 7 is detected by the solar cell 3 through the light incident hole 6 and the rubidium gau cell 2, and is sent to an oscillation circuit (not shown) for processing. Here, the solar cell 3 and the oscillation circuit have the same configuration as the conventional configuration.

【0011】本発明はルビジウム原子発振器の光マイク
ロ波ユニットは、マイクロ波モニタ用アンテナ5がマイ
クロストリップラインアンテナで形成されているため、
キャビティ1の内部でアンテナの占める体積を従来に比
べて小さくすることができるので、キャビティ1の内部
のマイクロ波モードを乱すことがない。従って、キャビ
ティ1の周波数帯域の半値幅Qを低下させることもな
く、マイクロ波の発生状態を直接マイクロ波モニタ用ア
ンテナ5によって検出し、容易にチューニング状態を判
定し調整することが可能になる。
The present invention relates to an optical microwave unit of a rubidium atomic oscillator, wherein the microwave monitoring antenna 5 is formed by a microstrip line antenna.
Since the volume occupied by the antenna inside the cavity 1 can be reduced as compared with the conventional case, the microwave mode inside the cavity 1 is not disturbed. Therefore, the microwave generation state can be directly detected by the microwave monitoring antenna 5 without lowering the half width Q of the frequency band of the cavity 1, and the tuning state can be easily determined and adjusted.

【0012】なお、上述のマイクロ波モニタ用アンテナ
5を構成するマイクロストリップラインは、セラミック
基板やテフロン基板上に形成してもよい。また、マイク
ロストリップライン自体は金属薄膜であればよく、銅以
外にもアルミニウム等によっても形成可能である。
The microstrip line constituting the microwave monitoring antenna 5 may be formed on a ceramic substrate or a Teflon substrate. The microstrip line itself may be a metal thin film, and can be formed of aluminum or the like in addition to copper.

【0013】[0013]

【発明の効果】以上説明したように、本発明はルビジウ
ム原子発振器の光マイクロ波ユニットのキャビティ内部
に少なくとも2本のアンテナを設け、さらにマイクロ波
モニタ用アンテナをマイクロストリップラインアンテナ
で形成されているので、キャビティ内部でアンテナの占
める体積が小さくなる。これにより、アンテナによるキ
ャビティ内部で発生しているモードの乱れが小さくな
り、しかもキャビティの周波数帯域の半値幅Qの低下を
小さくすることができる。キャビティの周波数帯域の半
値幅Qの低下を小さくすることにより、太陽電池の出力
信号のS/N比が向上し、ルビジウム原子発振器の特性
が安定し、信頼性が向上するという効果がある。
As described above, in the present invention, at least two antennas are provided inside the cavity of the optical microwave unit of the rubidium atomic oscillator, and the microwave monitoring antenna is formed by a microstrip line antenna. Therefore, the volume occupied by the antenna inside the cavity is reduced. Thereby, the disturbance of the mode generated inside the cavity due to the antenna is reduced, and the decrease in the half width Q of the frequency band of the cavity can be reduced. By reducing the decrease in the half width Q of the frequency band of the cavity, the S / N ratio of the output signal of the solar cell is improved, the characteristics of the rubidium atomic oscillator are stabilized, and the reliability is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のルビジウム原子発振器用光マイクロ波
ユニットの一実施例の構造図である。
FIG. 1 is a structural diagram of an embodiment of an optical microwave unit for a rubidium atomic oscillator according to the present invention .

【図2】従来のルビジウム原子発振器用光マイクロ波ユ
ニットの一実施例の構造図である。
FIG. 2 is a structural view of an example of a conventional optical microwave unit for a rubidium atomic oscillator .

【図3】本発明のルビジウム原子発振器用光マイクロ波
ユニットの一実施例のキャビティ部の詳細を示す一部破
断斜視図である。
FIG. 3 is a partially cutaway perspective view showing details of a cavity portion of one embodiment of the optical microwave unit for a rubidium atomic oscillator of the present invention .

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ・・・ キャビティ 2 ・・・ ルビジウムガウセル 3 ・・・ 太陽電池 4 ・・・ マイクロ波導入用アンテナ 5 ・・・ マイクロ波モニタ用アンテナ 6 ・・・ 光入射孔 7 ・・・ ルビジウムランプ 8 ・・・ コネクタ 9 ・・・ プリント板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cavity 2 ... Rubidium gaucell 3 ... Solar cell 4 ... Microwave introduction antenna 5 ... Microwave monitor antenna 6 ... Light entrance hole 7 ... Rubidium lamp 8 ... Connector 9 ... Printed board

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光マイクロ波を照射するルビジウムラン
プと、前記光マイクロ波が照射されるルビジウムガウセ
ルとアンテナを内包するキャビティ部を備えたル
ビジウム原子発振器用光マイクロ波ユニットであって前記アンテナは少なくとも2本あって、1本のアンテナ
は前記キャビティ部の前記マイクロ波が入射される前記
光入射孔の近傍に設けられた前記光マイクロ波を導入す
るマイクロ波導入用アンテナであり、 他の1本のアンテナは前記マイクロ波をモニタするマイ
クロ波モニタ用アンテナであって前記キャビティ部の前
記光入射孔と対向する底面に設けられた前記マイクロス
トリップラインからなる ことを特徴とするルビジウム原
子発振器用光マイクロ波ユニット。
1. A and rubidium lamp for irradiating light microwaves, and rubidium Gau cell the light microwave is irradiated, a rubidium atomic oscillator optical microwave unit with a cavity for containing the antenna , There is at least two antennas, and one antenna
Is the cavity into which the microwave is incident
The optical microwave provided near the light entrance hole is introduced.
The other antenna is a microphone for monitoring the microwave.
A microwave monitor antenna in front of the cavity
The micros provided on the bottom surface facing the light entrance hole.
An optical microwave unit for a rubidium atomic oscillator, comprising a trip line .
【請求項2】 前記マイクロストリップラインは、プリ
ント基板に形成されていることを特徴とする請求項1
載のルビジウム原子発振器用光マイクロ波ユニット。
2. The optical microwave unit for a rubidium atomic oscillator according to claim 1 , wherein the microstrip line is formed on a printed circuit board.
【請求項3】 前記マイクロストリップラインは、セラ
ミック基板に形成されていることを特徴とする請求項1
記載のルビジウム原子発振器用光マイクロ波ユニット。
Wherein the microstrip line, according to claim 1, characterized in that it is formed on the ceramic substrate
An optical microwave unit for a rubidium atomic oscillator as described in the above.
【請求項4】 前記マイクロストリップラインは、テフ
ロン基板に形成されていることを特徴とする請求項1
載のルビジウム原子発振器用光マイクロ波ユニット。
4. The optical microwave unit for a rubidium atomic oscillator according to claim 1 , wherein the microstrip line is formed on a Teflon substrate.
【請求項5】 前記マイクロストリップラインは、金属
薄膜からなることを特徴とする請求項1記載のルビジウ
ム原子発振器用光マイクロ波ユニット。
5. The optical microwave unit for a rubidium atomic oscillator according to claim 1 , wherein the microstrip line is made of a metal thin film.
【請求項6】 前記マイクロストリップラインは、銅薄
膜からなることを特徴とする請求項5記載のルビジウム
原子発振器用光マイクロ波ユニット。
6. The optical microwave unit for a rubidium atomic oscillator according to claim 5 , wherein said microstrip line is made of a copper thin film.
【請求項7】 前記マイクロストリップラインは、アル
ミニウム薄膜からなることを特徴とする請求項5記載の
ルビジウム原子発振器用光マイクロ波ユニット。
7. The optical microwave unit for a rubidium atomic oscillator according to claim 5 , wherein said microstrip line is made of an aluminum thin film.
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