JPH01158785A - ルビジウム原子発振器用ランプ励振器 - Google Patents
ルビジウム原子発振器用ランプ励振器Info
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- JPH01158785A JPH01158785A JP31802487A JP31802487A JPH01158785A JP H01158785 A JPH01158785 A JP H01158785A JP 31802487 A JP31802487 A JP 31802487A JP 31802487 A JP31802487 A JP 31802487A JP H01158785 A JPH01158785 A JP H01158785A
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- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 75
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical group [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 73
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/26—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using energy levels of molecules, atoms, or subatomic particles as a frequency reference
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
概 要
ルビジウム原子発振器用ランプ励振器に関し、金属ルビ
ジウムが凝縮してランプの励振光取り出し側に付着する
ことに起因する励振光出射強度の低下の防止を目的とし
、 金属ルビジウムが封入されたルビジウムランプを適当温
度に加熱すると共に無電極放電させることによって励振
発光させるようにしたルビジウム原子発振器用ランプ励
振器において、前記ルビジウムランプの励振光取り出し
側が相対的に高温となるようにルビジウムランプに温度
勾配を形成して構成する。
ジウムが凝縮してランプの励振光取り出し側に付着する
ことに起因する励振光出射強度の低下の防止を目的とし
、 金属ルビジウムが封入されたルビジウムランプを適当温
度に加熱すると共に無電極放電させることによって励振
発光させるようにしたルビジウム原子発振器用ランプ励
振器において、前記ルビジウムランプの励振光取り出し
側が相対的に高温となるようにルビジウムランプに温度
勾配を形成して構成する。
産業上の利用年■
本発明はルビジウム原子発揚器用ランプ励振器に関する
。
。
ルビジウム原子発振器は、ルビジウム（Ｒｂ）原子の共
鳴周波数を基準として電圧制御水晶発振を行なっている
ため、１０−１０オーダーの優れた周波数安定度を有し
ており、通信、放送、航法、その他の分野で広く基準発
振器として用いられている。このようにルビジウム原子
発振器は種々の分野で周波数基準とされていることから
、高い動作信頼性が要求される。本発明はこの信頼性向
上に貢献するものである。
鳴周波数を基準として電圧制御水晶発振を行なっている
ため、１０−１０オーダーの優れた周波数安定度を有し
ており、通信、放送、航法、その他の分野で広く基準発
振器として用いられている。このようにルビジウム原子
発振器は種々の分野で周波数基準とされていることから
、高い動作信頼性が要求される。本発明はこの信頼性向
上に貢献するものである。
従来の技術
第３図は一般的なルビジウム原子発振器の基本構成を示
すブロック図である。このルビジウム原子発振器は、原
子共鳴器２５と制御回路２６と水晶発振器２７とから構
成される。原子共鳴器２５において、２８はルビジウム
ランプ、２つはフィルタセル、３０は共鳴セル、３１は
マイク１］波共振器、３２は光検出器、３３はランプ励
振回路である。これらの動作を簡単に説明する。マイク
ロ波其振器３１には、水晶発振器２７の出力を原子共振
周波数に合致するように逓倍合成して得たマイクロ波が
入ノｊされている。一方、共鳴セル３０は、ランプ励振
回路３３により励振発光したランプ２８からの励振光に
より光ボンピングされており、入力マイクロ波周波数が
共鳴セル３０の原子共鳴周波数に一致したときに光検出
器３２の検出レベルが最小となることを利用して、当該
マイクロ波周波数が常に原子共鳴周波数に一致するよう
制御されている。Ｃれによって水晶発振器２７の出力周
波数が一定に保たれるものである。
すブロック図である。このルビジウム原子発振器は、原
子共鳴器２５と制御回路２６と水晶発振器２７とから構
成される。原子共鳴器２５において、２８はルビジウム
ランプ、２つはフィルタセル、３０は共鳴セル、３１は
マイク１］波共振器、３２は光検出器、３３はランプ励
振回路である。これらの動作を簡単に説明する。マイク
ロ波其振器３１には、水晶発振器２７の出力を原子共振
周波数に合致するように逓倍合成して得たマイクロ波が
入ノｊされている。一方、共鳴セル３０は、ランプ励振
回路３３により励振発光したランプ２８からの励振光に
より光ボンピングされており、入力マイクロ波周波数が
共鳴セル３０の原子共鳴周波数に一致したときに光検出
器３２の検出レベルが最小となることを利用して、当該
マイクロ波周波数が常に原子共鳴周波数に一致するよう
制御されている。Ｃれによって水晶発振器２７の出力周
波数が一定に保たれるものである。
第４図は従来のランプ励振器の具体的構成例を示寸断面
図である。４５は金属ルビジウムと不活性なキャリヤガ
スとを封入してなるルビジウムランプであり、このルビ
ジウムランプ４５はランプハウス４１に例えば着脱自在
に螺合することによって固定されている。ランプハウス
４１は、ルビジウムランプ４５に数十Ｍ ｌ−１ｚ程度
の高周波電磁界を印加するための励振］イル４７、ラン
プハウス４１内を加熱するためのヒータ４３、無電極放
電によって励振された励振光を取り出すためのガラス窓
４４、及び断熱ケース４２と共にプリント配線板４６に
固定されている。なお、ヒータ４３を設けているのは、
ルビジウムランプ４５を例えば８０〜１００℃に加熱保
温することによって、制御に必要な励振光の最適なスペ
クトル分布を得るためである。
図である。４５は金属ルビジウムと不活性なキャリヤガ
スとを封入してなるルビジウムランプであり、このルビ
ジウムランプ４５はランプハウス４１に例えば着脱自在
に螺合することによって固定されている。ランプハウス
４１は、ルビジウムランプ４５に数十Ｍ ｌ−１ｚ程度
の高周波電磁界を印加するための励振］イル４７、ラン
プハウス４１内を加熱するためのヒータ４３、無電極放
電によって励振された励振光を取り出すためのガラス窓
４４、及び断熱ケース４２と共にプリント配線板４６に
固定されている。なお、ヒータ４３を設けているのは、
ルビジウムランプ４５を例えば８０〜１００℃に加熱保
温することによって、制御に必要な励振光の最適なスペ
クトル分布を得るためである。
発明が解決しようとする問題点
金属ルビジウムの融点は約３８℃であることから、ラン
プ使用状態にあっては、加熱により液化した金属ルビジ
ウムの一部が飽和蒸気となって励振発光に寄与するもの
である。このためランプ内壁に低温度部分が生じると、
この部分に金属ルビジウムが再凝縮して、共鳴ゼルに入
射すべきランプ励振光を遮る形となって、実質的にラン
プから出射される励振光の強度が低下覆ることがあった
。
プ使用状態にあっては、加熱により液化した金属ルビジ
ウムの一部が飽和蒸気となって励振発光に寄与するもの
である。このためランプ内壁に低温度部分が生じると、
この部分に金属ルビジウムが再凝縮して、共鳴ゼルに入
射すべきランプ励振光を遮る形となって、実質的にラン
プから出射される励振光の強度が低下覆ることがあった
。
このようなランプ励振光の出射強度の低下は、共鳴信号
の低下に直接的に結び付くから、発振周波数の制御が不
安定になったり、最悪状態では制御不能になったりする
ことがあり問題であった。
の低下に直接的に結び付くから、発振周波数の制御が不
安定になったり、最悪状態では制御不能になったりする
ことがあり問題であった。
本発明はこのような問題点に鑑みて創作されたもので、
金属ルビジウムのランプ内壁への凝縮に起因するランプ
励振光の出射強度の低下を防止することを目的としてい
る。
金属ルビジウムのランプ内壁への凝縮に起因するランプ
励振光の出射強度の低下を防止することを目的としてい
る。
問題点を解決するための手段
ランプ内の金属ルビジウムがランプ内壁のどの部分に凝
縮しやすいかということを調査したところ、ランプ内壁
の励振光取り出し側に比較的多くの金属ルビジウムが凝
縮していることが判明した。
縮しやすいかということを調査したところ、ランプ内壁
の励振光取り出し側に比較的多くの金属ルビジウムが凝
縮していることが判明した。
これはランプの励振光取り出し側が熱的に開放されてい
ること、及びランプの励振光取り出し側が対向している
共鳴セル等の部材が比較的低温度に保温されていること
によるものと考えられる。
ること、及びランプの励振光取り出し側が対向している
共鳴セル等の部材が比較的低温度に保温されていること
によるものと考えられる。
上記事実に鑑みなされた本発明は、その概念的な原理説
明図が第１図に示されるように、金属ルビジウムが封入
されたルビジウムランプ１を適当温度に加熱すると共に
無電極放電さゼることによって励振発光さゼるようにし
たルビジウム原子発振器用ランプ励振器において、前記
ルビジウムランプ１の励振光取り出し側が相対的に高温
となるようにルビジウムランプ１に温度勾配を形成した
ものである。
明図が第１図に示されるように、金属ルビジウムが封入
されたルビジウムランプ１を適当温度に加熱すると共に
無電極放電さゼることによって励振発光さゼるようにし
たルビジウム原子発振器用ランプ励振器において、前記
ルビジウムランプ１の励振光取り出し側が相対的に高温
となるようにルビジウムランプ１に温度勾配を形成した
ものである。
尚同図においでＡで示される矢印は、ルビジウムランプ
１の励振光の取り出し方向を示すものである。
１の励振光の取り出し方向を示すものである。
作 用
本発明のランプ励振器においては、ルビジウムランプの
励振光取り出し側が相対的に高温となるようにされてい
るから、金属ルビジウムがランプ内壁に凝縮するとすれ
ば、この凝縮位置は相対的に低湿となる励振光取り出し
側の反対側どなる。
励振光取り出し側が相対的に高温となるようにされてい
るから、金属ルビジウムがランプ内壁に凝縮するとすれ
ば、この凝縮位置は相対的に低湿となる励振光取り出し
側の反対側どなる。
このためランプの励振光取り出し側への金属ルビジウム
の凝縮の恐れがなくなり、励振光の出用強度の低下が防
止される。
の凝縮の恐れがなくなり、励振光の出用強度の低下が防
止される。
実 施 例
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第２図は本発明の実施例を示ずルビジウム原子発振器用
ランプ励振器の断面図である。１１はガラス容器等の内
部に金属ルビジウムをネオン、アルゴン、クリプトン等
のキレリヤガスと共に密閉・封入してなるルビジウムラ
ンプであり、このルビジウムランプ１１は、励振先取り
出し側と反対の側の外壁面を例えば熱伝導性の良好な耐
熱接着剤によって放熱部旧１２に固着Ｊることによって
、機械的に固定されている。放熱部ｖＪ１２は熱伝導性
の良好な材質から形成され、例えば螺合によってランプ
ハウス１３に固定されている。ランプハウス１３内には
ヒータ線１６が巻回される円筒形状のヒータ１５が保持
部材１４を介しで設りられており、これによりルビジウ
ムランプ１１を８０〜１００℃程度に加熱して無電極放
電可能な状態とづることがでさるようになっている。ヒ
ータ線１６は、ルビジウムランプ１１の励振光取り出し
側を前記温度範囲内で比較的高温と覆るために、励振光
取り出し側に偏在するように巻回されている。１７はル
ビジウムランプ１１の平均温度を一定に制御するために
用いる→ノーミスタ等の温度検知手段であり、ヒータ線
１６の近傍に設りられている。１８はルビジウムランプ
１１の回りに巻回される高周波電磁界印加用の励振］イ
ル、１つは励振光取り出し側に設けられるランプ保護用
のガラス窓である。
ランプ励振器の断面図である。１１はガラス容器等の内
部に金属ルビジウムをネオン、アルゴン、クリプトン等
のキレリヤガスと共に密閉・封入してなるルビジウムラ
ンプであり、このルビジウムランプ１１は、励振先取り
出し側と反対の側の外壁面を例えば熱伝導性の良好な耐
熱接着剤によって放熱部旧１２に固着Ｊることによって
、機械的に固定されている。放熱部ｖＪ１２は熱伝導性
の良好な材質から形成され、例えば螺合によってランプ
ハウス１３に固定されている。ランプハウス１３内には
ヒータ線１６が巻回される円筒形状のヒータ１５が保持
部材１４を介しで設りられており、これによりルビジウ
ムランプ１１を８０〜１００℃程度に加熱して無電極放
電可能な状態とづることがでさるようになっている。ヒ
ータ線１６は、ルビジウムランプ１１の励振光取り出し
側を前記温度範囲内で比較的高温と覆るために、励振光
取り出し側に偏在するように巻回されている。１７はル
ビジウムランプ１１の平均温度を一定に制御するために
用いる→ノーミスタ等の温度検知手段であり、ヒータ線
１６の近傍に設りられている。１８はルビジウムランプ
１１の回りに巻回される高周波電磁界印加用の励振］イ
ル、１つは励振光取り出し側に設けられるランプ保護用
のガラス窓である。
上記構造のランプ励振器にあっては、ルビジウムランプ
１１の励振光取り出し側が主として加熱されると共に、
その反対側から放熱部月１２を介して外部に放熱づ°る
ようにされているから、ランプ内に封入された金属ルビ
ジウムが凝縮するとすれば、放熱部材１２側の２０で示
される位置に凝縮する。このように金属ルビジウムが凝
縮すべき部分を積極的に形成しているので、ルビジウム
ランプ１１の内壁面の励振光取り出し側への凝縮が防止
され、正常な励振光出射強度が維持されるものである。
１１の励振光取り出し側が主として加熱されると共に、
その反対側から放熱部月１２を介して外部に放熱づ°る
ようにされているから、ランプ内に封入された金属ルビ
ジウムが凝縮するとすれば、放熱部材１２側の２０で示
される位置に凝縮する。このように金属ルビジウムが凝
縮すべき部分を積極的に形成しているので、ルビジウム
ランプ１１の内壁面の励振光取り出し側への凝縮が防止
され、正常な励振光出射強度が維持されるものである。
この実施例ではルビジウムランプ１１に温匪勾配を形成
するために、加熱手段をルビジウムランプ１１の励振光
取り出し側に偏在させることと、励振光取り出し側の反
対側に放熱手段を設（プることとを併せて行なっている
が、これらは択一的に行なわれてもＪ：い。例えば、放
熱部材に放熱フィンを形成したり、放熱部材を熱容量の
大きな外部筐体に熱的に結合することによって放熱効果
を大きくすれば、加熱手段を偏在させることなしに良好
な結果をＷることができる。
するために、加熱手段をルビジウムランプ１１の励振光
取り出し側に偏在させることと、励振光取り出し側の反
対側に放熱手段を設（プることとを併せて行なっている
が、これらは択一的に行なわれてもＪ：い。例えば、放
熱部材に放熱フィンを形成したり、放熱部材を熱容量の
大きな外部筐体に熱的に結合することによって放熱効果
を大きくすれば、加熱手段を偏在させることなしに良好
な結果をＷることができる。
発明の効果
以上詳述したように、本発明のランプ励振器においては
、ルビジウムランプの励振光取り出し側が相対的に高湿
となるように湿度勾配を形成しているので、金属ルビジ
ウムが凝縮してルビジウムランプの励振光取り出し側に
付着する恐れがなくなり、その結果励振光の出（ト）強
度の低Ｆが防止され、このランプ励振器を用いて楊成さ
れるルビジウム原子発振器の信頼性が向上するという効
果を奏する。
、ルビジウムランプの励振光取り出し側が相対的に高湿
となるように湿度勾配を形成しているので、金属ルビジ
ウムが凝縮してルビジウムランプの励振光取り出し側に
付着する恐れがなくなり、その結果励振光の出（ト）強
度の低Ｆが防止され、このランプ励振器を用いて楊成さ
れるルビジウム原子発振器の信頼性が向上するという効
果を奏する。
第１図は本発明の原理説明図、
第２図は本発明の実施例を示すルビジウム原子発振器用
ランプ励振器の断面図、 第３図は一般的なルビジウム原子発振器のブロック構成
図、 第４図は従来のルビジウム原子発振器用ランプ励振器の
断面図である。 １．１１．２１・・・ルヒジウムランプ、１２・・・放
熱部材、 １３・・・ランプハウス、１６・・・ヒー
タ線、 １Ｂ・・・励振］イル、１９・・・ガラス窓
。 ゛・−′Ｉふン イカ−昏ξ イカ トａ 第３図 １１ ： ルヒシウムランフ。 １２ ； 放ずオＪシ下木才 １６： ヒーク慄 １８ ： 房力揉コイ）レ ラく プＡベイダ１１ 区 第２図 ’＋１ イ疋 １（イブ１」トロ 第４図
ランプ励振器の断面図、 第３図は一般的なルビジウム原子発振器のブロック構成
図、 第４図は従来のルビジウム原子発振器用ランプ励振器の
断面図である。 １．１１．２１・・・ルヒジウムランプ、１２・・・放
熱部材、 １３・・・ランプハウス、１６・・・ヒー
タ線、 １Ｂ・・・励振］イル、１９・・・ガラス窓
。 ゛・−′Ｉふン イカ−昏ξ イカ トａ 第３図 １１ ： ルヒシウムランフ。 １２ ； 放ずオＪシ下木才 １６： ヒーク慄 １８ ： 房力揉コイ）レ ラく プＡベイダ１１ 区 第２図 ’＋１ イ疋 １（イブ１」トロ 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）金属ルビジウムが封入されたルビジウムランプ（
１）を適当湿度に加熱すると共に無電極放電させること
によって励振発光させるようにしたルビジウム原子発振
器用ランプ励振器において、前記ルビジウムランプ（１
）の励振光取り出し側が相対的に高温となるようにルビ
ジウムランプ（１）に温度勾配を形成したことを特徴と
するルビジウム原子発振器用ランプ励振器。 （２）前記温度勾配は、ルビジウムランプ （１）の加熱手段をルビジウムランプ（１）の励振光取
り出し側に偏在させることによって形成されることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のルビジウム原子発
振器用ランプ励振器。 （３）前記温度勾配は、ルビジウムランプ （１）の励振光取り出し側と反対の側に放熱手段を設け
ることによって形成されることを特徴とする特許請求の
範囲第１項又は第２項記載のルビジウム原子発振器用ラ
ンプ励振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31802487A JPH01158785A (ja) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | ルビジウム原子発振器用ランプ励振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31802487A JPH01158785A (ja) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | ルビジウム原子発振器用ランプ励振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01158785A true JPH01158785A (ja) | 1989-06-21 |
Family
ID=18094644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31802487A Pending JPH01158785A (ja) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | ルビジウム原子発振器用ランプ励振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01158785A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0745885A (ja) * | 1993-07-27 | 1995-02-14 | Nec Corp | ルビジウム原子発振器 |
| JPH07122795A (ja) * | 1993-10-25 | 1995-05-12 | Nec Corp | ルビジウム原子発振器 |
| JP2007096702A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Epson Toyocom Corp | ルビジウムランプ励振回路 |
| JP2013150334A (ja) * | 2013-03-04 | 2013-08-01 | Seiko Epson Corp | 原子発振器およびその制御方法 |
| JP2016029362A (ja) * | 2014-07-24 | 2016-03-03 | セイコーエプソン株式会社 | ガスセルおよび磁気測定装置 |
-
1987
- 1987-12-15 JP JP31802487A patent/JPH01158785A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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