JP2918023B2 - ルビジウム原子発振器用光マイクロ波ユニット - Google Patents
ルビジウム原子発振器用光マイクロ波ユニットInfo
- Publication number
- JP2918023B2 JP2918023B2 JP8083827A JP8382796A JP2918023B2 JP 2918023 B2 JP2918023 B2 JP 2918023B2 JP 8083827 A JP8083827 A JP 8083827A JP 8382796 A JP8382796 A JP 8382796A JP 2918023 B2 JP2918023 B2 JP 2918023B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- rubidium
- cavity
- power supply
- coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ルビジウム原子発
振器用光マイクロ波ユニットに関し、特にその動作の安
定化に関する。
振器用光マイクロ波ユニットに関し、特にその動作の安
定化に関する。
【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に示すように、ルビジウムランプ
２１と、キャビティ２２と、キャビティ２２に巻回さ
れ、Ｃ−ｆｉｅｌｄ電源２３に接続されるＣ−ｆｉｅｌ
ｄコイル２４と、キャビティ２２内に配置されたルビジ
ウムガスセル２５と、同じくキャビティ２２内に配置さ
れた光電変換素子（太陽電池）２６と、キャビティ２２
に接続されたダイオード（逓倍用ダイオード回路）２７
とを有している。
ロ波ユニットは、図２に示すように、ルビジウムランプ
２１と、キャビティ２２と、キャビティ２２に巻回さ
れ、Ｃ−ｆｉｅｌｄ電源２３に接続されるＣ−ｆｉｅｌ
ｄコイル２４と、キャビティ２２内に配置されたルビジ
ウムガスセル２５と、同じくキャビティ２２内に配置さ
れた光電変換素子（太陽電池）２６と、キャビティ２２
に接続されたダイオード（逓倍用ダイオード回路）２７
とを有している。
【０００３】キャビティ２２に、ダイオード２７を介し
て６０ＭＨｚ程度の信号を入力すると、キャビティ２２
内にマイクロ波が発生する。また、Ｃ−ｆｉｅｌｄコイ
ル２４にＣ−ｆｉｅｌｄ電源２３を接続することにより
キャビティ内２２に磁場が発生する。この状態におい
て、ルビジウムランプ２１を発光させると、その光は、
キャビティ２２内に侵入し、ルビジウムガスセル２５を
通過して光電変換素子２６に入射する。光電変換素子２
６は、入射した光を光電変換して外部へ出力する。
て６０ＭＨｚ程度の信号を入力すると、キャビティ２２
内にマイクロ波が発生する。また、Ｃ−ｆｉｅｌｄコイ
ル２４にＣ−ｆｉｅｌｄ電源２３を接続することにより
キャビティ内２２に磁場が発生する。この状態におい
て、ルビジウムランプ２１を発光させると、その光は、
キャビティ２２内に侵入し、ルビジウムガスセル２５を
通過して光電変換素子２６に入射する。光電変換素子２
６は、入射した光を光電変換して外部へ出力する。
【０００４】光マイクロ波ユニットから出力される信号
のレベルと、キャビティ２２に発生させたマイクロ波の
周波数とは、図３のような関係になる。つまり、マイク
ロ波周波数がルビジウム原子の共鳴周波数に一致したと
きに、光マイクロ波ユニットの出力レベルは最低とな
り、マイクロ波周波数がルビジウム原子の共鳴周波数か
ら離れるほど大きくなる。このように、光マイクロ波ユ
ニットの出力信号レベルは、入力される信号の周波数
（マイクロ波周波数）に応じて変化する。この特性を利
用して、ルビジウム原子発振器ではその発振周波数の制
御が行われる。
のレベルと、キャビティ２２に発生させたマイクロ波の
周波数とは、図３のような関係になる。つまり、マイク
ロ波周波数がルビジウム原子の共鳴周波数に一致したと
きに、光マイクロ波ユニットの出力レベルは最低とな
り、マイクロ波周波数がルビジウム原子の共鳴周波数か
ら離れるほど大きくなる。このように、光マイクロ波ユ
ニットの出力信号レベルは、入力される信号の周波数
（マイクロ波周波数）に応じて変化する。この特性を利
用して、ルビジウム原子発振器ではその発振周波数の制
御が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のルビジウム原子
発振器用光マイクロ波ユニットでは、キャビティ２２内
に所定強度の磁場を生じさせるように、Ｃ−ｆｉｅｌｄ
コイル２４に流す電流を設定し、それに応じた電圧を発
生するＣ−ｆｉｅｌｄ電源２３を用いるようにしてい
る。
発振器用光マイクロ波ユニットでは、キャビティ２２内
に所定強度の磁場を生じさせるように、Ｃ−ｆｉｅｌｄ
コイル２４に流す電流を設定し、それに応じた電圧を発
生するＣ−ｆｉｅｌｄ電源２３を用いるようにしてい
る。
【０００６】しかしながら、このような従来の光マイク
ロ波ユニットでは、電源電圧の変動や周囲温度の変化等
の、使用条件の変化により、Ｃ−ｆｉｅｌｄコイルに流
れる電流が変化して磁場強度が変化してしまう。この磁
場強度とルビジウム原子の共鳴周波数とは、図４に示す
ように、磁場強度が強くなるほど共鳴周波数も高くなる
という関係にあり、磁場強度の変化は出力信号レベルの
変化を招く。つまり、従来の光マイクロ波ユニットに
は、使用条件の変化により磁場強度が変化すると出力信
号レベルが変化し、入力信号に応じた正確な出力が得ら
れないという問題点がある。
ロ波ユニットでは、電源電圧の変動や周囲温度の変化等
の、使用条件の変化により、Ｃ−ｆｉｅｌｄコイルに流
れる電流が変化して磁場強度が変化してしまう。この磁
場強度とルビジウム原子の共鳴周波数とは、図４に示す
ように、磁場強度が強くなるほど共鳴周波数も高くなる
という関係にあり、磁場強度の変化は出力信号レベルの
変化を招く。つまり、従来の光マイクロ波ユニットに
は、使用条件の変化により磁場強度が変化すると出力信
号レベルが変化し、入力信号に応じた正確な出力が得ら
れないという問題点がある。
【０００７】本発明は、キャビティにおける磁場強度が
常に一定で、入力信号に応じた正確な出力信号が得られ
るルビジウム原子発振器用光マイクロ波ユニットを提供
することを目的とする。
常に一定で、入力信号に応じた正確な出力信号が得られ
るルビジウム原子発振器用光マイクロ波ユニットを提供
することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ルビジ
ウムランプと、ルビジウムガスセルと、光電変換素子
と、前記ルビジウムガスセル及び前記光電変換素子を収
容し、前記ルビジウムランプからの光を前記ルビジウム
ガスセルを通して前記光電変換素子に入射させるキャビ
ティと、該キャビティに磁場を発生させるコイル及び該
コイルに接続された電源と、前記キャビティ内にマイク
ロ波を発生させるためのダイオードとを備えたルビジウ
ム原子発振器用光マイクロ波ユニットにおいて、前記キ
ャビティと前記コイルとの間に配された磁場検出手段
と、該磁場検出手段が検出した磁場強度に基づいて前記
電源の出力電圧を制御する磁場強度制御手段とを設けた
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
ユニットが得られる。
ウムランプと、ルビジウムガスセルと、光電変換素子
と、前記ルビジウムガスセル及び前記光電変換素子を収
容し、前記ルビジウムランプからの光を前記ルビジウム
ガスセルを通して前記光電変換素子に入射させるキャビ
ティと、該キャビティに磁場を発生させるコイル及び該
コイルに接続された電源と、前記キャビティ内にマイク
ロ波を発生させるためのダイオードとを備えたルビジウ
ム原子発振器用光マイクロ波ユニットにおいて、前記キ
ャビティと前記コイルとの間に配された磁場検出手段
と、該磁場検出手段が検出した磁場強度に基づいて前記
電源の出力電圧を制御する磁場強度制御手段とを設けた
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
ユニットが得られる。
【０００９】また、本発明によれば、ルビジウムランプ
と、ルビジウムガスセルと、光電変換素子と、前記ルビ
ジウムガスセル及び前記光電変換素子を収容し、前記ル
ビジウムランプからの光を前記ルビジウムガスセルを通
して前記光電変換素子に入射させるキャビティと、該キ
ャビティに磁場を発生させるコイル及び該コイルに接続
された電源と、前記キャビティ内にマイクロ波を発生さ
せるためのダイオードとを備えた光マイクロ波ユニット
を有するルビジウム原子発振器において、前記キャビテ
ィと前記コイルとの間に配された磁場検出手段と、該磁
場検出手段が検出した磁場強度に基づいて前記電源の出
力電圧を制御する磁場強度制御手段とを設けたことを特
徴とするルビジウム原子発振器が得られる。
と、ルビジウムガスセルと、光電変換素子と、前記ルビ
ジウムガスセル及び前記光電変換素子を収容し、前記ル
ビジウムランプからの光を前記ルビジウムガスセルを通
して前記光電変換素子に入射させるキャビティと、該キ
ャビティに磁場を発生させるコイル及び該コイルに接続
された電源と、前記キャビティ内にマイクロ波を発生さ
せるためのダイオードとを備えた光マイクロ波ユニット
を有するルビジウム原子発振器において、前記キャビテ
ィと前記コイルとの間に配された磁場検出手段と、該磁
場検出手段が検出した磁場強度に基づいて前記電源の出
力電圧を制御する磁場強度制御手段とを設けたことを特
徴とするルビジウム原子発振器が得られる。
【００１０】
【作用】磁場検出器は、キャビティのＣ−ｆｉｅｌｄ磁
場の強度を検出する。磁場検出器からの検出信号は、Ｃ
−ｆｉｅｌｄ磁場制御器に入力され、予め設定された基
準信号と比較される。Ｃ−ｆｉｅｌｄ磁場制御器は、比
較の結果に基づいてＣ−ｆｉｅｌｄ電源の電圧を制御す
る制御信号を発生する。制御信号は、Ｃ−ｆｉｅｌｄ電
源に入力され、Ｃ−ｆｉｅｌｄコイルに流れる電流が一
定となり、Ｃ−ｆｉｅｌｄ磁場の強度が一定となるよう
に、Ｃ−ｆｉｅｌｄ電源を制御する。
場の強度を検出する。磁場検出器からの検出信号は、Ｃ
−ｆｉｅｌｄ磁場制御器に入力され、予め設定された基
準信号と比較される。Ｃ−ｆｉｅｌｄ磁場制御器は、比
較の結果に基づいてＣ−ｆｉｅｌｄ電源の電圧を制御す
る制御信号を発生する。制御信号は、Ｃ−ｆｉｅｌｄ電
源に入力され、Ｃ−ｆｉｅｌｄコイルに流れる電流が一
定となり、Ｃ−ｆｉｅｌｄ磁場の強度が一定となるよう
に、Ｃ−ｆｉｅｌｄ電源を制御する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１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の一実施の形態を示
す。ここで、従来と同一のものには同一番号を付し、そ
の説明を省略する。
施の形態について説明する。図１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の一実施の形態を示
す。ここで、従来と同一のものには同一番号を付し、そ
の説明を省略する。
【００１２】図１に示すマイクロ波ユニットは、キャビ
ティ２２に接触固定された磁場検出器１１と、磁場検出
器１１の検出出力に基づいて磁場制御信号を出力するＣ
−ｆｉｅｌｄ磁場制御器１２と、Ｃ−ｆｉｅｌｄ磁場制
御器１２により出力電圧を制御することが可能なＣ−ｆ
ｉｅｌｄ電源１３とを有している。なお、Ｃ−ｆｉｅｌ
ｄコイル２４は、磁場検出器１１の上からキャビティ２
２に巻回されている。
ティ２２に接触固定された磁場検出器１１と、磁場検出
器１１の検出出力に基づいて磁場制御信号を出力するＣ
−ｆｉｅｌｄ磁場制御器１２と、Ｃ−ｆｉｅｌｄ磁場制
御器１２により出力電圧を制御することが可能なＣ−ｆ
ｉｅｌｄ電源１３とを有している。なお、Ｃ−ｆｉｅｌ
ｄコイル２４は、磁場検出器１１の上からキャビティ２
２に巻回されている。
【００１３】次に、この光マイクロ波ユニットの動作に
ついて説明する。まず、Ｃ−ｆｉｅｌｄ電源１３から、
Ｃ−ｆｉｅｌｄコイル２４に初期設定された電源電圧が
与えられると、キャビティ２２に磁場が発生する。磁場
検出器１１は、この磁場の強度を検出し、Ｃ−ｆｉｅｌ
ｄ磁場強度信号（電圧信号）をＣ−ｆｉｅｌｄ磁場制御
器１２へ出力する。Ｃ−ｆｉｅｌｄ磁場制御器１２は、
入力されたＣ−ｆｉｅｌｄ磁場強度信号と、予め入力保
持されている基準信号（基準電圧）とを比較し、その差
を表わす磁場強度制御信号をＣ−ｆｉｅｌｄ電源１３へ
出力する。Ｃ−ｆｉｅｌｄ電源１３は、入力された磁場
強度制御信号に基づいて電源電圧を制御し、Ｃ−ｆｉｅ
ｌｄコイル２４に流れる電流を調整して磁場の強度を一
定に保つ。
ついて説明する。まず、Ｃ−ｆｉｅｌｄ電源１３から、
Ｃ−ｆｉｅｌｄコイル２４に初期設定された電源電圧が
与えられると、キャビティ２２に磁場が発生する。磁場
検出器１１は、この磁場の強度を検出し、Ｃ−ｆｉｅｌ
ｄ磁場強度信号（電圧信号）をＣ−ｆｉｅｌｄ磁場制御
器１２へ出力する。Ｃ−ｆｉｅｌｄ磁場制御器１２は、
入力されたＣ−ｆｉｅｌｄ磁場強度信号と、予め入力保
持されている基準信号（基準電圧）とを比較し、その差
を表わす磁場強度制御信号をＣ−ｆｉｅｌｄ電源１３へ
出力する。Ｃ−ｆｉｅｌｄ電源１３は、入力された磁場
強度制御信号に基づいて電源電圧を制御し、Ｃ−ｆｉｅ
ｌｄコイル２４に流れる電流を調整して磁場の強度を一
定に保つ。
【００１４】上記のようにして、キャビティ２２におけ
る磁場強度は一定に保たれるので、ルビジウム原子の共
鳴周波数も一定となる。このため、入力される信号の周
波数に正確に応答した出力信号レベルが得られ、ルビジ
ウム原子発信器の発信周波数を安定させることができ
る。
る磁場強度は一定に保たれるので、ルビジウム原子の共
鳴周波数も一定となる。このため、入力される信号の周
波数に正確に応答した出力信号レベルが得られ、ルビジ
ウム原子発信器の発信周波数を安定させることができ
る。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、キャビティに生じる磁
場強度を検出し、その磁場強度が一定となるように、Ｃ
−ｆｉｅｌｄコイルに電流を流すためのＣ−ｆｉｅｌｄ
電源１３の電圧を調整するようにしたことで、ルビジウ
ム原子の共振周波数を安定させることができ、入力信号
の周波数に正確に対応する出力信号レベルが得られる。
場強度を検出し、その磁場強度が一定となるように、Ｃ
−ｆｉｅｌｄコイルに電流を流すためのＣ−ｆｉｅｌｄ
電源１３の電圧を調整するようにしたことで、ルビジウ
ム原子の共振周波数を安定させることができ、入力信号
の周波数に正確に対応する出力信号レベルが得られる。
【図１】本発明のルビジウム原子発振器用光マイクロ波
ユニットの一実施の形態を表わす概略図である。
ユニットの一実施の形態を表わす概略図である。
【図２】従来のルビジウム原子発振器用光マイクロ波ユ
ニットを表わす概略図である。
ニットを表わす概略図である。
【図３】図２のルビジウム原子発振器用光マイクロ波ユ
ニットにおけるマイクロ波周波数と出力信号レベルとの
関係を示す特性図である。
ニットにおけるマイクロ波周波数と出力信号レベルとの
関係を示す特性図である。
【図４】図２のルビジウム原子発振器用光マイクロ波ユ
ニットにおけるＣ−ｆｉｅｌｄ磁場強度とルビジウム原
子の共鳴周波数との関係を示す特性図である。
ニットにおけるＣ−ｆｉｅｌｄ磁場強度とルビジウム原
子の共鳴周波数との関係を示す特性図である。
１１ 磁場検出器 １２ Ｃ−ｆｉｅｌｄ磁場制御器 １３ Ｃ−ｆｉｅｌｄ電源 ２１ ルビジウムランプ ２２ キャビティ ２３ Ｃ−ｆｉｅｌｄ電源 ２４ Ｃ−ｆｉｅｌｄコイル ２５ ルビジウムガスセル ２６ 光電変換素子（太陽電池） ２７ ダイオード（逓倍用ダイオード回路）
Claims (3)
- 【請求項１】 ルビジウムランプと、ルビジウムガスセ
ルと、光電変換素子と、前記ルビジウムガスセル及び前
記光電変換素子を収容し、前記ルビジウムランプからの
光を前記ルビジウムガスセルを通して前記光電変換素子
に入射させるキャビティと、該キャビティに磁場を発生
させるコイル及び該コイルに接続された電源と、前記キ
ャビティ内にマイクロ波を発生させるためのダイオード
と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、前記キャビティと前記コイルとの間に配さ
れた磁場検出手段と、該磁場検出手段が検出した磁場強
度に基づいて前記電源の出力電圧を制御する磁場強度制
御手段とを設けた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。 - 【請求項２】 前記磁場強度制御手段が、前記磁場強度
を一定に保つように前記電源の出力電圧を制御するよう
にしたことを特徴とする請求項１のルビジウム原子発振
器用光マイクロ波ユニット。 - 【請求項３】 ルビジウムランプと、ルビジウムガスセ
ルと、光電変換素子と、前記ルビジウムガスセル及び前
記光電変換素子を収容し、前記ルビジウムランプからの
光を前記ルビジウムガスセルを通して前記光電変換素子
に入射させるキャビティと、該キャビティに磁場を発生
させるコイル及び該コイルに接続された電源と、前記キ
ャビティ内にマイクロ波を発生させるためのダイオード
とを備えた光マイクロ波ユニットを有するルビジウム原
子発振器において、前記キャビティと前記コイルとの間
に配された磁場検出手段と、該磁場検出手段が検出した
磁場強度に基づいて前記電源の出力電圧を制御する磁場
強度制御手段と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 |
|---|---|---|---|
| JP8083827A JP2918023B2 (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | ルビジウム原子発振器用光マイクロ波ユニット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8083827A JP2918023B2 (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | ルビジウム原子発振器用光マイクロ波ユニット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09275338A JPH09275338A (ja) | 1997-10-21 |
| JP2918023B2 true JP2918023B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=13813534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8083827A Expired - Lifetime JP2918023B2 (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | ルビジウム原子発振器用光マイクロ波ユニット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2918023B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5954540B2 (ja) * | 2012-09-10 | 2016-07-20 | セイコーエプソン株式会社 | 原子セルモジュール、量子干渉装置、電子機器及び原子セルの磁界制御方法 |
-
1996
- 1996-04-05 JP JP8083827A patent/JP2918023B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09275338A (ja) | 1997-10-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7292116B2 (en) | Temperature stabilizer and oscillating apparatus | |
| US6927636B2 (en) | Light stabilization for an optically excitable atomic medium | |
| JPS609354B2 (ja) | 光学ポンプ型原子周波数標準器 | |
| JPH0744453B2 (ja) | ルビジウム原子発振器 | |
| JP2918023B2 (ja) | ルビジウム原子発振器用光マイクロ波ユニット | |
| US5712597A (en) | Rubidium atom oscillator with temperature stabilized frequency output | |
| JP2009194418A (ja) | 原子発振器 | |
| WO1988009072A1 (en) | Helium-neon lasers | |
| JP5402036B2 (ja) | 原子発振器 | |
| JP2001339302A (ja) | ルビジウム原子発振器 | |
| JP2003234653A (ja) | 発振制御装置及び原子発振装置 | |
| JP2636671B2 (ja) | ルビジウム原子発振器 | |
| JP2541095B2 (ja) | レ―ザの波長安定化方法 | |
| US11438000B2 (en) | Atomic oscillator and frequency signal generation system | |
| JPS5917902B2 (ja) | 原子発振器 | |
| JPS59140B2 (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| JPH09205365A (ja) | ルビジウム原子発振器 | |
| JPH06148706A (ja) | 光周波数基準光源発生装置 | |
| JPH05327496A (ja) | 原子発振器 | |
| JPH09186590A (ja) | ルビジウム原子発振器 | |
| JP2995854B2 (ja) | 半導体レーザ発振器 | |
| SU379967A1 (ja) | ||
| JP2974063B2 (ja) | 自動周波数制御回路 | |
| JPH05327495A (ja) | 原子発振器 | |
| JPH01207984A (ja) | 半導体レーザ装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990324 |