JPH06120584A - 半導体レーザ・原子吸収セル実装装置の構造 - Google Patents
半導体レーザ・原子吸収セル実装装置の構造Info
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- JPH06120584A JPH06120584A JP4265211A JP26521192A JPH06120584A JP H06120584 A JPH06120584 A JP H06120584A JP 4265211 A JP4265211 A JP 4265211A JP 26521192 A JP26521192 A JP 26521192A JP H06120584 A JPH06120584 A JP H06120584A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光周波数標準器, ＬＤ励起型原子発振器等の
ように、半導体レーザと原子吸収セルとを実装した装置
の構造に関し、温度コントローラの消費電力を節減し得
ることを目的とする。 【構成】 半導体レーザと原子吸収セルとを実装した装
置において、ペルチェ素子20の吸熱板21を半導体レーザ
１のヒートシンクに密着させ、ペルチェ素子20の放熱板
22を原子吸収セル３を内蔵した収容ケース10に密着させ
た構成とする。
ように、半導体レーザと原子吸収セルとを実装した装置
の構造に関し、温度コントローラの消費電力を節減し得
ることを目的とする。 【構成】 半導体レーザと原子吸収セルとを実装した装
置において、ペルチェ素子20の吸熱板21を半導体レーザ
１のヒートシンクに密着させ、ペルチェ素子20の放熱板
22を原子吸収セル３を内蔵した収容ケース10に密着させ
た構成とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光周波数標準器, ＬＤ
励起型原子発振器等のように、半導体レーザと原子吸収
セルとを実装した装置の構造に関する。
励起型原子発振器等のように、半導体レーザと原子吸収
セルとを実装した装置の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の半導体レーザ・原子吸収セ
ル実装装置のブロック図であり、図４は半導体レーザの
従来の冷却構造を示す図、図５は原子吸収セルの従来の
温度コントロール構造の図である。
ル実装装置のブロック図であり、図４は半導体レーザの
従来の冷却構造を示す図、図５は原子吸収セルの従来の
温度コントロール構造の図である。
【０００３】図３に示す半導体レーザ・原子吸収セル実
装装置は、光周波数標準器である。図において、２は、
半導体レーザ１の出射光の大部分を反射して装置の出力
Ｐとし、一部を透過するハーフミラーである。
装装置は、光周波数標準器である。図において、２は、
半導体レーザ１の出射光の大部分を反射して装置の出力
Ｐとし、一部を透過するハーフミラーである。
【０００４】３は、収納ケース10に収容したルビジウ
ム，アンモニア等の原子吸収セルであって、ハーフミラ
ー２を介して入力される半導体レーザ１の光を吸収す
る。11は、半導体レーザ１を所定の低温度に保持する温
度コントローラである。
ム，アンモニア等の原子吸収セルであって、ハーフミラ
ー２を介して入力される半導体レーザ１の光を吸収す
る。11は、半導体レーザ１を所定の低温度に保持する温
度コントローラである。
【０００５】13は、原子吸収セル３を所定の高温度に保
持する温度コントローラである。光周波数標準器は上述
のデバイスの他に、ＡＭＰ４，位相同期検波器５，ＬＰ
Ｆ６，積分器７，ＬＤドライバ８，及び発振器９を有す
る。
持する温度コントローラである。光周波数標準器は上述
のデバイスの他に、ＡＭＰ４，位相同期検波器５，ＬＰ
Ｆ６，積分器７，ＬＤドライバ８，及び発振器９を有す
る。
【０００６】上述の光周波数標準器は、半導体レーザ１
の温度を温度コントローラ11で、所定の低温度に制御
し、ＬＤドライバ８の制御電流により出射光を位相変調
している。
の温度を温度コントローラ11で、所定の低温度に制御
し、ＬＤドライバ８の制御電流により出射光を位相変調
している。
【０００７】位相変調された光をハーフミラー２を経て
原子吸収セル３に投射して、電気エネルギーに変換し、
光検出器3Aで検出した電気信号をＡＭＰ４で増幅させた
後に、発振器９，位相同期検波器５により同期検波し、
ＬＰＦ６を経て積分器７を通して半導体レーザ１に帰還
させることで、半導体レーザ１の出射光の波長を所定に
定める。
原子吸収セル３に投射して、電気エネルギーに変換し、
光検出器3Aで検出した電気信号をＡＭＰ４で増幅させた
後に、発振器９，位相同期検波器５により同期検波し、
ＬＰＦ６を経て積分器７を通して半導体レーザ１に帰還
させることで、半導体レーザ１の出射光の波長を所定に
定める。
【０００８】一方、ＬＤ励起型原子発振器は図３の回路
に、ＡＭＰーサーボ回路ー電圧制御発振器ー合成器ー原
子吸収セルの回路を付加したものである。なお、ＬＤ励
起型原子発振器は、収納ケースが空胴共振器になってお
り、またハーフミラーが無くて半導体レーザの全出射光
を原子吸収セルに投射する構成である。
に、ＡＭＰーサーボ回路ー電圧制御発振器ー合成器ー原
子吸収セルの回路を付加したものである。なお、ＬＤ励
起型原子発振器は、収納ケースが空胴共振器になってお
り、またハーフミラーが無くて半導体レーザの全出射光
を原子吸収セルに投射する構成である。
【０００９】さて、半導体レーザは、半導体レーザ個々
の特性にもよるが、半導体レーザの寿命及び雑音を考慮
し、低温度で動作させ、半導体レーザの波長が原子吸収
セルの波長に合うものが選定される。
の特性にもよるが、半導体レーザの寿命及び雑音を考慮
し、低温度で動作させ、半導体レーザの波長が原子吸収
セルの波長に合うものが選定される。
【００１０】従来の半導体レーザの冷却構造は、図４に
図示したように、半導体レーザ１のヒートシンクにペル
チェ素子20の吸熱板21を密着させ、ペルチェ素子20の放
熱板22側に、多数の放熱フィンが配列した放熱体23を固
着している。
図示したように、半導体レーザ１のヒートシンクにペル
チェ素子20の吸熱板21を密着させ、ペルチェ素子20の放
熱板22側に、多数の放熱フィンが配列した放熱体23を固
着している。
【００１１】このペルチェ素子20に、温度コントローラ
11から電流を供給する構造としたものである。そして、
半導体レーザ１に取り付けたサーミスタ25により半導体
レーザ１の温度を計測し、その温度を温度コントローラ
11に伝達し、温度コントローラ11が供給電流をコントロ
ールすることで、半導体レーザ１の温度を所定の低温に
保持している。
11から電流を供給する構造としたものである。そして、
半導体レーザ１に取り付けたサーミスタ25により半導体
レーザ１の温度を計測し、その温度を温度コントローラ
11に伝達し、温度コントローラ11が供給電流をコントロ
ールすることで、半導体レーザ１の温度を所定の低温に
保持している。
【００１２】一方、原子吸収セル３は、吸収効率を高め
るために、所定の高温度に維持することが要求される。
従来の原子吸収セルの温度コントロール構造は、図５に
図示したように、原子吸収セル３を収容する収納ケース
10に電熱線30を巻回し、その両端を温度コントローラ13
に接続した構造である。
るために、所定の高温度に維持することが要求される。
従来の原子吸収セルの温度コントロール構造は、図５に
図示したように、原子吸収セル３を収容する収納ケース
10に電熱線30を巻回し、その両端を温度コントローラ13
に接続した構造である。
【００１３】そして、収納ケース10に取り付けたサーミ
スタ35により原子吸収セル３の温度を計測し、その温度
を温度コントローラ13に伝達し、温度コントローラ13が
電熱線30に供給する電流をコントロールすることで、原
子吸収セル３の温度を所定の高温に保持している。
スタ35により原子吸収セル３の温度を計測し、その温度
を温度コントローラ13に伝達し、温度コントローラ13が
電熱線30に供給する電流をコントロールすることで、原
子吸収セル３の温度を所定の高温に保持している。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、原子吸収セ
ルの温度を所定の高温に維持するために、従来は電熱線
に常時大電力を供給していた。
ルの温度を所定の高温に維持するために、従来は電熱線
に常時大電力を供給していた。
【００１５】即ち、従来の温度コントロール手段は、消
費電力が大きいという問題点があった。本発明はこのよ
うな点に鑑みて創作されたもので、温度コントローラの
消費電力を節減し得る半導体レーザ・原子吸収セル実装
装置の構造を提供することを目的としている。
費電力が大きいという問題点があった。本発明はこのよ
うな点に鑑みて創作されたもので、温度コントローラの
消費電力を節減し得る半導体レーザ・原子吸収セル実装
装置の構造を提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、図１に例示したように、半導体レーザと
原子吸収セルとを実装した装置において、ペルチェ素子
20の吸熱板21を半導体レーザ１のヒートシンクに密着さ
せ、ペルチェ素子20の放熱板22を原子吸収セル３を内蔵
した収容ケース10に密着させた構成とする。
めに本発明は、図１に例示したように、半導体レーザと
原子吸収セルとを実装した装置において、ペルチェ素子
20の吸熱板21を半導体レーザ１のヒートシンクに密着さ
せ、ペルチェ素子20の放熱板22を原子吸収セル３を内蔵
した収容ケース10に密着させた構成とする。
【００１７】また、光ファイバ15を介して、半導体レー
ザ１の出射光の一部または全部を原子吸収セル３に投入
するものとする。或いはまた図２に例示したように、半
導体レーザと原子吸収セルとを実装した装置において、
ヒートパイプ40の吸熱端41を半導体レーザ１のヒートシ
ンクに接触させ、ヒートパイプ40の放熱端42を原子吸収
セル３を内蔵した収容ケース10に接触させた構成とす
る。
ザ１の出射光の一部または全部を原子吸収セル３に投入
するものとする。或いはまた図２に例示したように、半
導体レーザと原子吸収セルとを実装した装置において、
ヒートパイプ40の吸熱端41を半導体レーザ１のヒートシ
ンクに接触させ、ヒートパイプ40の放熱端42を原子吸収
セル３を内蔵した収容ケース10に接触させた構成とす
る。
【００１８】
【作用】本発明によれば、半導体レーザの熱が原子吸収
セルを内蔵した収容ケースに供給される。したがって、
原子吸収セルに供給する電力が省力される。
セルを内蔵した収容ケースに供給される。したがって、
原子吸収セルに供給する電力が省力される。
【００１９】一方、半導体レーザの出射光の一部または
全部を、光ファイバを介して、原子吸収セルに投入する
構造とすることにより、光伝送損失を小さくすることが
でき、且つ半導体レーザの設置位置と原子吸収セルの設
置位置とが拘束されることなく自由に選択することがで
きる。
全部を、光ファイバを介して、原子吸収セルに投入する
構造とすることにより、光伝送損失を小さくすることが
でき、且つ半導体レーザの設置位置と原子吸収セルの設
置位置とが拘束されることなく自由に選択することがで
きる。
【００２０】
【実施例】以下図を参照しながら、本発明を具体的に説
明する。なお、全図を通じて同一符号は同一対象物を示
す。
明する。なお、全図を通じて同一符号は同一対象物を示
す。
【００２１】図１は、本発明の実施例のブロック図であ
り、図２は本発明の他の実施例のブロック図である。図
１において、２は、半導体レーザ１の出射光の大部分を
反射して装置の出力Ｐとし、一部を透過するハーフミラ
ーである。
り、図２は本発明の他の実施例のブロック図である。図
１において、２は、半導体レーザ１の出射光の大部分を
反射して装置の出力Ｐとし、一部を透過するハーフミラ
ーである。
【００２２】３は、収納ケース10に収容したルビジウ
ム，アンモニア等の原子吸収セルであって、ハーフミラ
ー２を介して入力される半導体レーザ１の出力を光吸収
する。15は、ハーフミラー２と原子吸収セル３との間に
介在し、ハーフミラー２を透過した光を原子吸収セル３
に伝送する光ファイバである。
ム，アンモニア等の原子吸収セルであって、ハーフミラ
ー２を介して入力される半導体レーザ１の出力を光吸収
する。15は、ハーフミラー２と原子吸収セル３との間に
介在し、ハーフミラー２を透過した光を原子吸収セル３
に伝送する光ファイバである。
【００２３】20は、吸熱板21を半導体レーザ１のヒート
シンクに密着させ、放熱板22を原子吸収セル３を内蔵し
た収容ケース10に密着させたペルチェ素子である。11
は、半導体レーザ１に取り付けたサーミスタ25により、
半導体レーザ１の温度を計測し、半導体レーザ１の温度
を所定の低温度に維持する温度コントローラである。
シンクに密着させ、放熱板22を原子吸収セル３を内蔵し
た収容ケース10に密着させたペルチェ素子である。11
は、半導体レーザ１に取り付けたサーミスタ25により、
半導体レーザ１の温度を計測し、半導体レーザ１の温度
を所定の低温度に維持する温度コントローラである。
【００２４】詳述すると、半導体レーザ１の温度をサー
ミスタ25で計測し、所定温度よりも高い場合は、ペルチ
ェ素子20に供給する電流を自動的に増加して半導体レー
ザ１の熱を多量に奪い、所定温度よりも低く冷却された
場合は、ペルチェ素子20に供給する電流を自動的に少な
くして、半導体レーザ１の熱を少量奪うことで、半導体
レーザ１を所定の低温度に維持する。少なくして供給す
る構造としたものである。
ミスタ25で計測し、所定温度よりも高い場合は、ペルチ
ェ素子20に供給する電流を自動的に増加して半導体レー
ザ１の熱を多量に奪い、所定温度よりも低く冷却された
場合は、ペルチェ素子20に供給する電流を自動的に少な
くして、半導体レーザ１の熱を少量奪うことで、半導体
レーザ１を所定の低温度に維持する。少なくして供給す
る構造としたものである。
【００２５】13は、原子吸収セル３を所定の高温度に保
持する温度コントローラである。詳述すると、原子吸収
セル３を内蔵する収納ケース10に電熱線30を巻回し、電
熱線30の両端を温度コントローラ13に接続した構造と
し、収納ケース10に取り付けたサーミスタ35により原子
吸収セル３の温度を計測し、その温度を温度コントロー
ラ13に伝達し、温度コントローラ13が電熱線30に供給す
る電流をコントロールすることで、原子吸収セル３の温
度を所定の高温に保持するものである。
持する温度コントローラである。詳述すると、原子吸収
セル３を内蔵する収納ケース10に電熱線30を巻回し、電
熱線30の両端を温度コントローラ13に接続した構造と
し、収納ケース10に取り付けたサーミスタ35により原子
吸収セル３の温度を計測し、その温度を温度コントロー
ラ13に伝達し、温度コントローラ13が電熱線30に供給す
る電流をコントロールすることで、原子吸収セル３の温
度を所定の高温に保持するものである。
【００２６】上述の半導体レーザ・原子吸収セル実装装
置( 図１は光周波数標準器）は、半導体レーザ１の温度
を温度コントローラ11で、所定の低温度に制御し、ＬＤ
ドライバ８よりの制御電流により出射光を位相変調す
る。
置( 図１は光周波数標準器）は、半導体レーザ１の温度
を温度コントローラ11で、所定の低温度に制御し、ＬＤ
ドライバ８よりの制御電流により出射光を位相変調す
る。
【００２７】そして、位相変調された光をハーフミラー
２を経て原子吸収セル３に投射して、電気エネルギーに
変換し、光検出器3Aで検出した電気信号をＡＭＰ４で増
幅させた後に、発振器９，位相同期検波器５により同期
検波し、ＬＰＦ６を経て積分器７を通して半導体レーザ
１に帰還させ、半導体レーザ１の出射光の波長を所定に
定める。
２を経て原子吸収セル３に投射して、電気エネルギーに
変換し、光検出器3Aで検出した電気信号をＡＭＰ４で増
幅させた後に、発振器９，位相同期検波器５により同期
検波し、ＬＰＦ６を経て積分器７を通して半導体レーザ
１に帰還させ、半導体レーザ１の出射光の波長を所定に
定める。
【００２８】本発明のように、ペルチェ素子20の吸熱板
21を半導体レーザ１のヒートシンクに密着させ、放熱板
22を収納ケース10に密着させたことで、ペルチェ素子20
が半導体レーザ１から奪った熱が、原子吸収セル３に供
給され、原子吸収セル３の温度を上げる熱源の一部とな
る。
21を半導体レーザ１のヒートシンクに密着させ、放熱板
22を収納ケース10に密着させたことで、ペルチェ素子20
が半導体レーザ１から奪った熱が、原子吸収セル３に供
給され、原子吸収セル３の温度を上げる熱源の一部とな
る。
【００２９】したがって、温度コントローラ13から原子
吸収セルに供給する電力が省力される。また、半導体レ
ーザ１の出射光の一部を光ファイバ15を伝送路にして、
原子吸収セル３に投入した構造としたことにより、光伝
送損失を小さくなるばかりでなく、半導体レーザの設置
位置と原子吸収セルの設置位置とが拘束されなくなり、
装置の設計が容易となる。
吸収セルに供給する電力が省力される。また、半導体レ
ーザ１の出射光の一部を光ファイバ15を伝送路にして、
原子吸収セル３に投入した構造としたことにより、光伝
送損失を小さくなるばかりでなく、半導体レーザの設置
位置と原子吸収セルの設置位置とが拘束されなくなり、
装置の設計が容易となる。
【００３０】なお、本発明はＬＤ励起型原子発振器に適
用して、上述と同等の効果があることは勿論である。図
２に示す実施例は、半導体レーザ１を冷却するのにペル
チェ素子を用いず、ヒートパイプ40を使用し、半導体レ
ーザ１の熱を原子吸収セル３に供給するようにしたもの
である。
用して、上述と同等の効果があることは勿論である。図
２に示す実施例は、半導体レーザ１を冷却するのにペル
チェ素子を用いず、ヒートパイプ40を使用し、半導体レ
ーザ１の熱を原子吸収セル３に供給するようにしたもの
である。
【００３１】即ち、ヒートパイプ40の吸熱端41を半導体
レーザ１のヒートシンクに接触させるとともに、ヒート
パイプ40の放熱端42を原子吸収セル３に接触させること
で、ヒートパイプ40を介して半導体レーザ１の熱を原子
吸収セル３に伝達させ、原子吸収セル３の温度を上げる
熱源の一部としている。
レーザ１のヒートシンクに接触させるとともに、ヒート
パイプ40の放熱端42を原子吸収セル３に接触させること
で、ヒートパイプ40を介して半導体レーザ１の熱を原子
吸収セル３に伝達させ、原子吸収セル３の温度を上げる
熱源の一部としている。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、半導体レ
ーザから奪った熱が原子吸収セルに供給されるので、原
子吸収セルを所定の高温度に維持する温度コントローラ
から供給する電力が省力されるという効果を有する。
ーザから奪った熱が原子吸収セルに供給されるので、原
子吸収セルを所定の高温度に維持する温度コントローラ
から供給する電力が省力されるという効果を有する。
【００３３】また、半導体レーザの出射光の一部または
全部を、光ファイバを介して、原子吸収セルに投入する
構造とすることにより、光伝送損失を小さくすることが
でき、且つ半導体レーザの設置位置と原子吸収セルの設
置位置とが拘束されず、装置の設計が容易となるという
効果を有する。
全部を、光ファイバを介して、原子吸収セルに投入する
構造とすることにより、光伝送損失を小さくすることが
でき、且つ半導体レーザの設置位置と原子吸収セルの設
置位置とが拘束されず、装置の設計が容易となるという
効果を有する。
【図１】 本発明の実施例のブロック図
【図２】 本発明の他の実施例のブロック図
【図３】 従来例のブロック図
【図４】 半導体レーザの従来の冷却構造を示す図
【図５】 原子吸収セルの従来の温度コントロール構造
の図
の図
１ 半導体レーザ ２ ハーフミラー ３ 原子吸収セル 3A 光検出器 ８ ＬＤドライバ ９ 発振器 10 収納ケース 11,13 温度コントローラ 25,35 サーミスタ 20 ペルチェ素子 21 吸熱板 22 放熱板 30 電熱線 40 ヒートパイプ 41 吸熱端 42 放熱端
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熱海 健 宮城県仙台市青葉区一番町１丁目２番25号 富士通東北ディジタル・テクノロジ株式 会社内 (72)発明者 千葉 一治 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体レーザと原子吸収セルとを実装し
た装置において、 ペルチェ素子(20)の吸熱板(21)を、半導体レーザ(1) の
ヒートシンクに密着させ、 該ペルチェ素子(20)の放熱板(22)を、該原子吸収セル
(3) を内蔵した収容ケース(10)に、密着させたことを特
徴とする半導体レーザ・原子吸収セル実装装置の構造。 - 【請求項２】 光ファイバ(15)を介して、半導体レーザ
(1) の出射光の一部または全部を、原子吸収セル(3) に
投入するようにしたことを特徴とする請求項１記載の半
導体レーザ・原子吸収セル実装装置の構造。 - 【請求項３】 半導体レーザと原子吸収セルとを実装し
た装置において、 ヒートパイプ(40)の吸熱端(41)を、半導体レーザ(1) の
ヒートシンクに接触させ、 該ヒートパイプ(40)の放熱端(42)を、該原子吸収セル
(3) を内蔵した収容ケース(10)に、密着させたことを特
徴とする半導体レーザ・原子吸収セル実装装置の構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4265211A JPH06120584A (ja) | 1992-10-05 | 1992-10-05 | 半導体レーザ・原子吸収セル実装装置の構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4265211A JPH06120584A (ja) | 1992-10-05 | 1992-10-05 | 半導体レーザ・原子吸収セル実装装置の構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06120584A true JPH06120584A (ja) | 1994-04-28 |
Family
ID=17414074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4265211A Withdrawn JPH06120584A (ja) | 1992-10-05 | 1992-10-05 | 半導体レーザ・原子吸収セル実装装置の構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06120584A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007178274A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Seiko Epson Corp | 原子周波数取得装置および原子時計 |
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| JP2007335937A (ja) * | 2006-06-12 | 2007-12-27 | Epson Toyocom Corp | 原子発振器及び原子発振器の温度制御方法 |
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1992
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