JP7003579B2 - 量子干渉効果を用いた装置および周波数信号生成システム - Google Patents
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Description
本適用例に係る周波数信号生成装置は、光源と、気体のアルカリ金属原子および緩衝ガスが封入され、前記光源から出射された光が通過する原子セルと、前記緩衝ガスと共通の気体分子を含むガスが封入され、前記原子セルを収容する容器と、を含み、前記共通の気体分子の圧力は、前記原子セル内と前記容器内とで実質的に同じである。
本適用例に係る周波数信号生成装置において、前記ガスは、前記共通の気体分子よりも
前記原子セルの壁部に対する透過性が低い気体分子を含み、前記ガスの全圧は、大気圧と実質的に同じであってもよい。
本適用例に係る周波数信号生成装置において、前記緩衝ガスは、前記透過性が低い気体分子を含んでもよい。
本適用例に係る周波数信号生成装置において、前記原子セル内における前記緩衝ガスの圧力は、大気圧よりも小さくてもよい。
本適用例に係る周波数信号生成装置において、前記ガスは、前記共通の気体分子を複数種類含んでもよい。
本適用例に係る周波数信号生成装置において、前記原子セルを透過した光を受光する受光素子を含み、前記容器は、前記光源および前記受光素子を収容してもよい。
本適用例に係る周波数信号生成装置において、前記共通の気体分子は、水素、ヘリウム、ネオン、窒素、アルゴン、またはクリプトンであってもよい。
本適用例に係る周波数信号生成システムは、周波数信号生成装置を含む、周波数信号生成システムであって、前記周波数信号生成装置は、光源と、気体のアルカリ金属原子およ
び緩衝ガスが封入され、前記光源から出射された光が通過する原子セルと、前記緩衝ガスと共通の気体分子を含むガスが封入され、前記原子セルを収容する容器と、を含み、前記共通の気体分子の圧力は、前記原子セル内と前記容器内とで実質的に同じである。
1.1. 構成
まず、本実施形態に係る周波数信号生成装置について、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る周波数信号生成装置100を示す概略図である。
している。
ド等の光検出器が挙げられる。
により、容器60に対して固定されている。支持部材40は、例えば、アルミニウム等の金属材料で構成されており、放熱性を有する。これにより、発光素子モジュール10の放熱を効率的に行うことができる。
次に、原子セル21について、詳細に説明する。図4は、原子セル21を模式的に示す断面図である。図5は、原子セル21を模式的に示す図4のV-V線断面図である。
合と、第2ガスG2の全圧と大気圧との差が、第2ガスG2の全圧および大気圧のうち大きい方の圧力の20%以下の場合と、を含む。なお、第2ガスG2の全圧が大気圧と同じである場合と、第2ガスG2の全圧と大気圧との差が、第2ガスG2の全圧および大気圧のうち大きい方の圧力の10%以下であることが、より好ましい。
る必要がないので、第2ガスG2が窓部を透過して容器60の外部に流出することを抑制することができる。
2.1. 第1変形例
次に、本実施形態の第1変形例に係る周波数信号生成装置200について、図面を参照しながら説明する。図7は、本実施形態の第1変形例に係る周波数信号生成装置200を模式的に示す断面図であって、周波数信号生成装置200の原子セルユニット20および容器60のみを示している。なお、便宜上、図7では、原子セルユニット20のヒーター23、温度センサー24、およびコイル25の図示を省略している。
Gbおよび第2ガスG2がともに透過性が低い気体分子を含むことにより、緩衝ガスGbおよび第2ガスG2の一方が透過性が低い気体分子を含み、他方が透過性が低い気体分子を含まない場合よりも、透過性が低い気体分子が原子セル21の壁部120を透過することを、より確実に抑制することができる。また、例えば、緩衝ガスGbにおける透過性が低い気体分子の分圧と、第2ガスG2における透過性が低い気体分子の分圧と、を同じにすることにより、透過性が低い気体分子が原子セル21の壁部120を透過することを、より確実に抑制することができる。
次に、本実施形態の第2変形例に係る周波数信号生成装置300について、図面を参照しながら説明する。図8は、本実施形態の第2変形例に係る周波数信号生成装置300を模式的に示す断面図であって、周波数信号生成装置300の発光素子モジュール10、原子セルユニット20、容器60、仕切り板70、および容器80のみを示している。なお、便宜上、図8では、原子セルユニット20のヒーター23、温度センサー24、およびコイル25の図示を省略している。
次に、本実施形態に係る周波数信号生成システム600について、図面を参照しながら説明する。周波数信号生成システム600は、クロック伝送システム(タイミングサーバー)600ということもできる。図9は、クロック伝送システム600を示す概略構成図である。
上位(E系))のクロック供給装置603およびSDH装置604と、C局(下位)のクロック供給装置605およびSDH装置606,607と、を備える。クロック供給装置601は、周波数信号生成装置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601内の周波数信号生成装置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608,609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。
結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の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、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又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、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
Claims (8)
- 光源と、
気体のアルカリ金属原子および緩衝ガスが封入され、前記光源から出射された光が通過する原子セルと、
前記緩衝ガスと共通の気体分子を含むガスが封入され、前記原子セルを収容する容器と、
を含み、
前記原子セル内における前記共通の気体分子の第1圧力と、前記容器内における前記共通の気体分子の第2圧力とが同じ、または、前記第1圧力と前記第2圧力との差が、前記第1圧力および前記第2圧力のうち大きい方の圧力の50%以下である、量子干渉効果を用いた装置。 - 請求項1において、
前記ガスは、前記共通の気体分子よりも前記原子セルの壁部に対する透過性が低い気体分子を含み、
前記ガスの全圧は大気圧と同じ、または、前記ガスの全圧と大気圧との差が、前記ガスの全圧および大気圧のうち大きい方の圧力の20%以下である、量子干渉効果を用いた装置。 - 請求項2において、
前記緩衝ガスは、前記透過性が低い気体分子を含む、量子干渉効果を用いた装置。 - 請求項1ないし3のいずれか1項において、
前記原子セル内における前記緩衝ガスの圧力は、大気圧よりも小さい、量子干渉効果を用いた装置。 - 請求項1ないし4のいずれか1項において、
前記ガスは、前記共通の気体分子を複数種類含む、量子干渉効果を用いた装置。 - 請求項1ないし5のいずれか1項において、
前記原子セルを透過した光を受光する受光素子を含み、
前記容器は、前記光源および前記受光素子を収容する、量子干渉効果を用いた装置。 - 請求項1ないし6のいずれか1項において、
前記共通の気体分子は、水素、ヘリウム、ネオン、窒素、アルゴン、またはクリプトンである、量子干渉効果を用いた装置。 - 量子干渉効果を用いた装置を含む、周波数信号生成システムであって、
前記量子干渉効果を用いた装置は、
光源と、
気体のアルカリ金属原子および緩衝ガスが封入され、前記光源から出射された光が通過する原子セルと、
前記緩衝ガスと共通の気体分子を含むガスが封入され、前記原子セルを収容する容器と、
を含み、
前記原子セル内における前記共通の気体分子の第1圧力と、前記容器内における前記共通の気体分子の第2圧力とが同じ、または、前記第1圧力と前記第2圧力との差が、前記第1圧力および前記第2圧力のうち大きい方の圧力の50%以下である、周波数信号生成システム。
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