JPS63191417A - Laser-exciting type cesium atom oscillator - Google Patents

Laser-exciting type cesium atom oscillator

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JPS63191417A
JPS63191417A JP2338587A JP2338587A JPS63191417A JP S63191417 A JPS63191417 A JP S63191417A JP 2338587 A JP2338587 A JP 2338587A JP 2338587 A JP2338587 A JP 2338587A JP S63191417 A JPS63191417 A JP S63191417A
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light
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atomic
excitation
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賢治 久留
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a small-sized oscillator which operates stably by guiding exciting light outputted by a laser for excitation by using optical fibers, etc., and projecting it on an atom beam. CONSTITUTION:An optical branching element 11 is provided to branch the laser light for excitation outputted by the laser 2 for excitation into light for level selection and light for resonance detection, which are guided to an atom beam tube by optical fibers 12 and 13. The guided light beams are collimated by lenses 14 and 15 and then while the light for level selection is projected on the atom beam in a level selection area D1 before it enters a cavity resonator 3, the light for resonance detection is projected on the atom beam in a resonance detection area D2 after it exits from the cavity resonator 3. Consequently, the laser light for excitation is transmitted by a solid element, i.e. wire, so the oscillator operates stably against external vibrations.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、安定な原子ビーム励起動作を実現できる光
学系を備えたレーザ励起型セシウム原子発振器に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a laser-excited cesium atomic oscillator equipped with an optical system capable of realizing stable atomic beam excitation operation.

[従来の技術] セシウム原子発振器は、セシウム原子の超微細構造にお
ける、電子エネルギ準位間の遷移周波数を基準として、
発振器の発振周波数を安定化させることにより、極めて
安定な周波数を得る発振器である。この原子発振器に用
いられる遷移周波数としては、セシウム+33の基底状
態の超微細準位のうち、全角運動量量子数F=4、全磁
気量子数mF=0で指定される準位と、全角運動量量子
数F=3、全磁気量子数mF=0で指定される準位との
間のエネルギ差に相当する周波数ν。(9,19263
G11z)が用いられる。これは、この遷移が、外部磁
界によるゼーマン効果の影響が最も小さいからである。
[Prior Art] A cesium atomic oscillator uses the transition frequency between electronic energy levels in the hyperfine structure of a cesium atom as a reference.
This is an oscillator that obtains an extremely stable frequency by stabilizing the oscillation frequency of the oscillator. The transition frequency used in this atomic oscillator is the level specified by the total angular momentum quantum number F = 4 and the total magnetic quantum number mF = 0 among the hyperfine levels of the ground state of cesium +33, and the total angular momentum quantum number mF = 0. The frequency ν corresponds to the energy difference between the level specified by the number F=3 and the total magnetic quantum number mF=0. (9,19263
G11z) is used. This is because this transition is least influenced by the Zeeman effect due to external magnetic fields.

そして、」二記準位差の遷移を検出するため、上記基底
状態の超微細準位(F=3.F=4)の一方の選択、お
よび遷移原子の検出に偏向磁石を用いたセシウム原子発
振器が現在使用されている。
Then, in order to detect the transition of the two level difference, one of the hyperfine levels (F = 3, F = 4) of the above ground state was selected, and a cesium atom using a deflecting magnet to detect the transition atom. Oscillators are currently in use.

このような従来のセシウム原子発振器に対し、第4図に
示すようなレーザ励起型セシウム原子発振器が提案され
ている(たとえば、特願昭61−241766号参照)
。 図において、1は原子ビーム発生炉であり、電子エ
ネルギ準位が基底状態の準位F=3、またはF=4にあ
る原子ビームを発生する。この原子ビームには、準位選
択領域DIにおいて、励起用レーザ2から出力されたレ
ーザ光が照射される。すなわち、前記レーザ光は、レン
ズ2aによりコリメートされた後、ハーフミラ−2bに
より、準位選択用の光と共鳴検出用の光とに分岐され、
前者は準位選択領域D1に送られて、原子ビーム発生炉
lから放出された原子ビームに照射され、後者はミラー
2Cを介して共鳴検出領域D2に送られ、空胴共振器3
から出た原子ビームに照射される。
In contrast to such conventional cesium atomic oscillators, a laser-excited cesium atomic oscillator as shown in FIG. 4 has been proposed (see, for example, Japanese Patent Application No. 61-241766).
. In the figure, reference numeral 1 denotes an atomic beam generating reactor, which generates an atomic beam whose electron energy level is at the ground state level F=3 or F=4. This atomic beam is irradiated with laser light output from the excitation laser 2 in the level selection region DI. That is, the laser beam is collimated by a lens 2a, and then branched by a half mirror 2b into light for level selection and light for resonance detection,
The former is sent to the level selection region D1 and is irradiated with the atomic beam emitted from the atomic beam generator l, and the latter is sent to the resonance detection region D2 via the mirror 2C and is irradiated with the atomic beam emitted from the atomic beam generator l.
irradiated by an atomic beam emitted from the

上記レーザ光は、直線偏波であり、その偏波方向はC磁
界と平行である。この場合、基底状態の準位F = 3
.4の各副準位の原子は、光の吸収と自然放出とを繰り
返して、基底状態の準位F−4゜mF=0に集中する。
The laser beam is linearly polarized, and its polarization direction is parallel to the C magnetic field. In this case, the ground state level F = 3
.. The atoms in each sub-level of 4 repeatedly absorb light and spontaneously emit light, and concentrate at the ground state level F-4 mF=0.

従って、空胴共振器3には、基底状態の準位F=4.m
F=0の原子だけが到達する。空胴共振器3は、周波数
がν。近傍のマイクロ波で励振されている。そこで、空
胴共振器3に到達した原子は、空胴共振器3の中で、こ
のマイクロ波と共鳴し、準位F = 4 、mF= 0
→準位F−3、mP= Oの誘導放出を起こす。すなイ
つち、基底準位F = 4 、mF= Oから基底準位
F = 3 、mF= 0に遷移した原子が空胴共振器
3から放出される。
Therefore, the cavity resonator 3 has a ground state level F=4. m
Only atoms with F=0 arrive. The cavity resonator 3 has a frequency ν. Excited by nearby microwaves. Therefore, the atoms that reached the cavity resonator 3 resonate with this microwave inside the cavity resonator 3, and the level F = 4, mF = 0.
→ Level F-3, which causes stimulated emission of mP=O. In other words, atoms that have transitioned from the ground level F = 4, mF = O to the ground level F = 3, mF = 0 are emitted from the cavity resonator 3.

この原子は、上述したように、共鳴検出領域D2で励起
用レーザ2の光により照射され、励起準位−3= のF=4に励起される。そして、この励起準位から再び
基底準位に電子が落ちる際の自然放出光の強度が、光検
出器4で測定される。この場合、光検出器4の出力は上
記誘導放出を起こした原子数、言い替えれば、共鳴出力
に対応する。つまり、光検出器4は、共鳴検出器として
機能している。
As described above, this atom is irradiated with light from the excitation laser 2 in the resonance detection region D2, and is excited to an excitation level of -3=F=4. The photodetector 4 measures the intensity of spontaneously emitted light when electrons fall from this excited level to the ground level again. In this case, the output of the photodetector 4 corresponds to the number of atoms that caused the stimulated emission, in other words, the resonance output. In other words, the photodetector 4 functions as a resonance detector.

上記マイクロ波は、低周波発振器5の出力により、位相
変調器6で変調され、周波数ν。を中心として、その前
後に掃引される。このとき、光検出器4から出力される
検出信号は、低周波発振器5の出力を参照信号として、
同期検波器7で同期検波される。この同期検波出力は、
光検出器4によって検出された共鳴出力の微分値に相当
するもので、マイクロ波の周波数が周波数ν。と一致し
たとき、すなわち共鳴出力が極大となったときに、0と
なる。上記同期検波出力がVCO制御部8に供給される
と、vCO制御部8は、供給された信号に基づいて、前
記マイクロ波の周波数が値ν。
The microwave is modulated by a phase modulator 6 using the output of a low frequency oscillator 5, and has a frequency ν. Sweeps around the center. At this time, the detection signal output from the photodetector 4 uses the output of the low frequency oscillator 5 as a reference signal.
A synchronous detector 7 performs synchronous detection. This synchronous detection output is
It corresponds to the differential value of the resonance output detected by the photodetector 4, and the frequency of the microwave is the frequency ν. It becomes 0 when it matches, that is, when the resonance output reaches a maximum. When the synchronous detection output is supplied to the VCO control unit 8, the vCO control unit 8 determines that the frequency of the microwave is a value ν based on the supplied signal.

と一致するように、電圧制御発振器(VCO)9を制御
する。VCO9の出力は、周波数逓倍器10によって逓
倍され、周波数がν。のマイクロ波に変換される。そし
て、VCO9の出力が、周波数安定化された所望の出力
として取り出される。
The voltage controlled oscillator (VCO) 9 is controlled so as to match the . The output of the VCO 9 is multiplied by a frequency multiplier 10 so that the frequency is ν. is converted into microwave. Then, the output of the VCO 9 is taken out as a desired frequency-stabilized output.

なお、」−記低周波発振器5の出力周波数は、約100
 I−I zである。また、第4図中、空胴共振器3に
印加されているC磁界は、セシウム原子の磁気側準位m
Fを分離するためのもので、mF≠0のエネルギ準位か
ら、mF=0のエネルギ準位を分離する。
Note that the output frequency of the low frequency oscillator 5 is approximately 100
I-Iz. In addition, in FIG. 4, the C magnetic field applied to the cavity resonator 3 is applied to the magnetic side level m of the cesium atom.
This is for separating F, and separates the energy level of mF=0 from the energy level of mF≠0.

[発明が解決しようとする問題点コ ところで、上述したレーザ励起型セシウム原子発振器に
は、次のような欠点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the above-described laser-excited cesium atomic oscillator has the following drawbacks.

■ハーフミラー2bやミラー2cのような個別光学部品
によって、レーザ光を空中伝搬させているので、外部か
らの機械的振動に弱く、動作が不安定になる。
(2) Since laser light is propagated through the air using individual optical components such as the half mirror 2b and the mirror 2c, it is susceptible to external mechanical vibrations and operation becomes unstable.

■上記■と同様の理由により、系の構成に対する柔軟性
に欠ける。したがって、このような励起光学系を使用す
るレーザ励起型セシウム原子発振器は、小形の可搬型原
子発振器には不向きである。
■For the same reason as (■) above, there is a lack of flexibility in system configuration. Therefore, a laser-excited cesium atomic oscillator using such an excitation optical system is not suitable for a small, portable atomic oscillator.

この発明は、このような背景の下になされたもので、外
部からの振動に対しても動作の安定した小型・可搬型の
レーザ励起型セシウム原子発振器を提供することを目的
とする。
The present invention was made against this background, and an object of the present invention is to provide a small and portable laser-excited cesium atomic oscillator that operates stably even against external vibrations.

[問題点を解決するための手段] 上記問題点を解決するために、この発明は、セシウムの
原子ビームを発生ずる原子ビーム発生炉と、前記原子ビ
ームに光を照射する励起用レーザと、この光により一定
の電子エネルギ準位の状態となったセシウム原子をマイ
クロ波を用いて共鳴させる空胴共振器と、前記共鳴の強
度を検出する光検出器と、該光検出器の出力に基づいて
電圧制御発振器の発振周波数を安定化する発振器制御部
と、前記電圧制御発振器の出力を基に前記マイクロ波を
発生ずる周波数逓倍器とを具備するレーザ励起型セシウ
ム原子発振器において、前記励起用レーザから出力され
た光を分岐する光分岐手段と、分岐された光を所定の照
射領域に導波する光ファイバとを有する光学系を具備す
ることを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention provides an atomic beam generation reactor that generates a cesium atomic beam, an excitation laser that irradiates the atomic beam with light, and an excitation laser that irradiates the atomic beam with light. A cavity resonator that causes cesium atoms brought to a certain electronic energy level by light to resonate using microwaves; a photodetector that detects the intensity of the resonance; and a photodetector that detects the intensity of the resonance based on the output of the photodetector. A laser-pumped cesium atomic oscillator comprising an oscillator controller that stabilizes the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator and a frequency multiplier that generates the microwave based on the output of the voltage-controlled oscillator. It is characterized by comprising an optical system having a light branching means for branching the output light and an optical fiber for guiding the branched light to a predetermined irradiation area.

また、前記光分岐手段により分岐されたレーザ光の一方
に、このレーザ光と波長の異なる他の励起用レーザ光を
結合する光結合手段を設け、この光結合手段から出力さ
れた2波長のレーザ光に」;り前記空胴共振器に入る前
の原子ビームを励起することを特徴とする。
Further, an optical coupling means is provided on one side of the laser beam branched by the optical branching means for coupling this laser beam with another excitation laser beam having a different wavelength, and a laser beam of two wavelengths output from the optical coupling means is provided. The method is characterized in that the atomic beam is excited by light before entering the cavity.

「作用 」 上記手段によれば、励起用のレーザ光は、固体素子によ
り、いわば有線で伝送される。したがって、外部からの
振動に対して安定に動作することが可能である。また、
光ファイバで光を伝送するから、構成上の規制が減り、
柔軟性のある励起光学系を構成することができる。
"Operation" According to the above means, the laser beam for excitation is transmitted by a solid-state element in a so-called wired manner. Therefore, it is possible to operate stably against external vibrations. Also,
Since light is transmitted through optical fiber, configuration regulations are reduced.
A flexible excitation optical system can be constructed.

[実施例] 以下、図面を参照して、本発明の詳細な説明する。[Example] Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、この発明の第1実施例の励起光学系の構成を
示すブロック図である。この図において、構成要素1〜
4は、第4図に示ずレーザ励起型セシウム原子発振器と
同様である。また、構成要素5〜10は、図示を省略し
た。本実施例が、第4図の原子発振器と異なる点は次の
通りである。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an excitation optical system according to a first embodiment of the present invention. In this figure, components 1 to
4 is similar to a laser-excited cesium atomic oscillator not shown in FIG. Moreover, illustration of components 5 to 10 is omitted. This embodiment differs from the atomic oscillator shown in FIG. 4 in the following points.

■光分岐素子11を設け、励起用レーザ2がら出力され
た励起用レーザ光を、準位選択用の光と、共鳴検出用の
光の2つに分岐するように構成した点。
(2) An optical branching element 11 is provided so that the excitation laser beam output from the excitation laser 2 is divided into two beams: level selection light and resonance detection light.

■分岐された光を、光ファイバ12.13で原子ビーム
管まで導波するようにした点。
■The branched light is guided to the atomic beam tube using optical fibers 12 and 13.

■導波された光をレンズ14..15でコリメートした
後、準位選択用の光は、準位選択領域D1で、空胴共振
器3に入る前の原子ビームに照射し、共鳴検出用の光は
、共鳴検出領域D2で、空胴共振器3から出た後の原子
ビームに照射するようにした点。
■The guided light is transmitted through the lens 14. .. After collimating in step 15, the light for level selection irradiates the atomic beam before entering the cavity resonator 3 in the level selection region D1, and the light for resonance detection irradiates the atomic beam in the resonance detection region D2. The point is that the atomic beam after exiting from the body resonator 3 is irradiated.

第3図(a)は、」1記光分岐素子11の構成例を示す
図であり、励起用レーザ2として半導体レーザ(LD)
を、光分岐素子11として導波路型デバイスを用い、こ
れらを集積化したものである。導波路型デバイスとして
は、L iN bo 3基板」−にTiを拡散して導波
路としたもの等がある。
FIG. 3(a) is a diagram showing an example of the configuration of the optical branching element 11 described in "1", in which a semiconductor laser (LD) is used as the excitation laser 2.
A waveguide type device is used as the optical branching element 11, and these are integrated. As a waveguide type device, there is a device in which Ti is diffused into a LiNbo 3 substrate to form a waveguide.

このような構成によれば、励起用レーザ2から放出され
た光は、光分岐素子Ifで2つに分岐され、光ファイバ
+ 2.13を介して、レンズ14゜15に送られる。
According to such a configuration, the light emitted from the excitation laser 2 is split into two by the optical branching element If, and sent to the lenses 14 and 15 via the optical fiber +2.13.

そして、レンズ14でコリメートされた光が準位選択領
域D1で原子ビームに照射され、レンズ15でコリメー
トされた光が共鳴検出領域D2で原子ビームに照射され
る。
The light collimated by the lens 14 is applied to the atomic beam in the level selection region D1, and the light collimated by the lens 15 is applied to the atomic beam in the resonance detection region D2.

こうして、励起光は、光ファイバ等の固体素子により伝
送されるので、外部からの振動に対して動作が安定で、
小形化を図ることができる。
In this way, the excitation light is transmitted through a solid-state element such as an optical fiber, so the operation is stable against external vibrations.
Miniaturization can be achieved.

次に、第2図は、この発明の第2実施例の励起光学系の
構成を示すものである。この第2実施例は、2波長の光
で原子ビームを励起するようにしたレーザ励起型セシウ
ム原子発振器である。
Next, FIG. 2 shows the configuration of an excitation optical system according to a second embodiment of the present invention. This second embodiment is a laser-excited cesium atomic oscillator that excites an atomic beam with light of two wavelengths.

この第2実施例が第1実施例と異なる点は、次の通りで
ある。
This second embodiment differs from the first embodiment in the following points.

■光分岐素子IIの出力端と光ファイバ12との間に光
結合素子21を介装し、光分岐素子11から出力された
準位選択用の第1のレーザ光を、光結合素子21の第1
入力端へ供給するようにした点。
■An optical coupling element 21 is interposed between the output end of the optical branching element II and the optical fiber 12, and the first laser beam for level selection outputted from the optical branching element 11 is connected to the optical coupling element 21. 1st
The point where it is supplied to the input end.

■この光結合索子21の第2入力端に、励起用レーザ2
2から出力された準位選択用の第2の光を人力するよう
に構成した点。
■The excitation laser 2 is connected to the second input end of the optical coupling cable 21.
The point is that the second light for level selection outputted from 2 is manually operated.

なお、これら第11第2の光の波長は異なっており、た
とえば、前記第1のレーザ光は、基底準位F=3にある
セシウム原子を励起準位F=4に励起し、第2のレーザ
光は、基底準位F=4にあるセシウム原子を励起準位F
’=4に励起する。
Note that the wavelengths of these eleventh and second lights are different; for example, the first laser light excites the cesium atom at the ground level F=3 to the excitation level F=4, and the wavelength of the second laser light is different. The laser beam excites the cesium atom at the ground level F=4 to the excited level F
' = 4.

第3図(b)は、励起用レーザ2,22として半導体レ
ーザを、光分岐素子11と光結合素子21として導波路
型デバイスを用い、これらを集積化したデバイスを示す
ものである。このデバイスも、同図(a)の導波路型デ
バイス七同様に作られる。
FIG. 3(b) shows a device in which semiconductor lasers are used as the excitation lasers 2 and 22, waveguide type devices are used as the optical branching element 11 and the optical coupling element 21, and these are integrated. This device is also manufactured in the same manner as the waveguide type device 7 shown in FIG.

このような構成において、励起用レーザ2から出力され
たレーザ光は、光分岐素子ll中で2つに分岐される。
In such a configuration, the laser beam output from the excitation laser 2 is branched into two in the optical branching element ll.

分岐された光のうち、準位選択用の光は、もう1つの励
起用レーザ22からのレーザ光と、光結合素子2Iの中
で結合された後、光ファイバI2で導波され、レンズ1
4でコリメートされて、準位選択領域DIで、空胴共振
器3に入る前の原子ビーム7こ照射される。一方、共鳴
検出用の光は、光ファイバ13とレンズ15とを介して
、共鳴検出領域D2に導波され、空胴共振器3を出た後
の原子ビームに照射される。
Among the branched lights, the light for level selection is combined with the laser light from another excitation laser 22 in the optical coupling element 2I, guided by the optical fiber I2, and passed through the lens 1.
4, and the atomic beam 7 is irradiated in the level selection region DI before entering the cavity resonator 3. On the other hand, the light for resonance detection is guided to the resonance detection region D2 via the optical fiber 13 and the lens 15, and is applied to the atomic beam after exiting the cavity resonator 3.

なお、上記各実施例において、光ファイバ12゜13と
して偏波面保持ファイバを用いれば、偏波面を確実に保
ったままの光を原子ビームに照射することができる。
In each of the above embodiments, if a polarization-maintaining fiber is used as the optical fiber 12.degree. 13, the atomic beam can be irradiated with light while reliably maintaining the polarization.

[発明の効果] 以」二説明したように、この発明は、励起用レーザから
出力された励起光を、光ファイバ等を用いて導波し、原
子ビームに照射するようにしたから、動作が安定で小形
のレーザ励起型セシウム原子発振器を作ることができる
。したがって、取り扱いの簡易な可搬型原子発振器とし
て広く用いることができる。
[Effects of the Invention] As explained below, in this invention, the excitation light output from the excitation laser is guided using an optical fiber or the like and irradiated to the atomic beam, so that the operation is improved. It is possible to create a stable and compact laser-excited cesium atomic oscillator. Therefore, it can be widely used as a portable atomic oscillator that is easy to handle.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図ないし第2図は、この発明の第1実施例ないし第
2実施例によるレーザ励起型セシウム側子発振器の励起
光学系の構成を示すブロック、第3図は半導体レーザと
光分岐、光結合素子を集積化した例を示す図で、同図(
a)は第1実施例に使用するもの、同図(b)は第2実
施例に使用するものである。第4図はすでに知られてい
るレーザ励起型セシウム原子発振器の構成を示すブロッ
ク図である。 l・・・・・・原子ビーム発生炉、 2.22・・・・・励起用レーザ、3・・・・空胴共振
器、4・・・・・光検出器、 5・・・・・・低周波発振器、6・・・・・位相変調器
、7・・・・・・同期検波器、8・・・・・・■CO制
御部、9・・・・VCO(電圧制御発振器)、lO・・
・・・周波数逓倍器、 11・・・・・・光分岐素子、12.13・・・・・・
光ファイバ、14.15・・ レンズ、21・・・・光
結合素子。 第3図  (0) 1テ皮長J功尽シの補し会 呂 0皿界 、、ILL!   ヨ 町壬ビーム 空胴共B    9濯 6  郭尤 1枇′ フ イI乙オ巨at?号4ツ#             
   M’l@iすφじlり1達1ν0 周濯ぐ1口音孟       周吸り傅綺雅六    
          9              
串(b) 2汐長刀b8の針 ″  3163着−2品
1 and 2 are blocks showing the configuration of a pumping optical system of a laser-pumped cesium side oscillator according to a first embodiment and a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 shows a semiconductor laser, an optical branch, and an optical system. This figure shows an example of integrating coupling elements.
Figure a) is used in the first embodiment, and Figure (b) is used in the second embodiment. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a known laser-excited cesium atomic oscillator. l...Atomic beam generator, 2.22...Excitation laser, 3...Cavity resonator, 4...Photodetector, 5...・Low frequency oscillator, 6... Phase modulator, 7... Synchronous detector, 8... ■ CO control section, 9... VCO (voltage controlled oscillator), lO・・
... Frequency multiplier, 11... Optical branching element, 12.13...
Optical fiber, 14.15... Lens, 21... Optical coupling element. Figure 3 (0) 1 Tekinaga J Kōjinshi's supplementary service 0 plate world,, ILL! Yo Town Beam Cavity B 9 Rin 6 Guo Yu 1 枇' Fui I Otsuo Giant at? No. 4 #
M'l@isuφjiriri1datsu1ν0 Shurinsing one mouth sound Meng Shuu sucking Fuuki Masaroku
9
Skewer (b) 2 Shio long sword b8 needle'' 3163 pieces - 2 items

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)セシウムの原子ビームを発生する原子ビーム発生
炉と、前記原子ビームに光を照射する励起用レーザと、
この光により一定の電子エネルギ準位の状態となったセ
シウム原子をマイクロ波を用いて共鳴させる空胴共振器
と、前記共鳴の強度を検出する光検出器と、該光検出器
の出力に基づいて電圧制御発振器の発振周波数を安定化
する発振器制御部と、前記電圧制御発振器の出力を基に
前記マイクロ波を発生する周波数逓倍器とを具備するレ
ーザ励起型セシウム原子発振器において、前記励起用レ
ーザから出力された光を分岐する光分岐手段と、分岐さ
れた光を所定の照射領域に導波する光ファイバとを有す
る光学系を具備することを特徴とするレーザ励起型セシ
ウム原子発振器。
(1) an atomic beam generator that generates a cesium atomic beam; an excitation laser that irradiates the atomic beam with light;
A cavity resonator that uses microwaves to resonate the cesium atoms brought to a certain electronic energy level by this light, a photodetector that detects the intensity of the resonance, and a A laser-pumped cesium atomic oscillator comprising: an oscillator controller that stabilizes the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator; and a frequency multiplier that generates the microwave based on the output of the voltage-controlled oscillator. 1. A laser-excited cesium atomic oscillator, comprising an optical system having an optical branching means for branching light output from the oscillator, and an optical fiber for guiding the branched light to a predetermined irradiation area.
(2)前記光分岐手段により分岐されたレーザ光の一方
に、このレーザ光と波長の異なる他の励起用レーザ光を
結合する光結合手段を設け、この光結合手段から出力さ
れた2波長のレーザ光により前記空胴共振器に入る前の
原子ビームを励起することを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載のレーザ励起型セシウム原子発振器。
(2) An optical coupling means is provided on one side of the laser beam branched by the optical branching means to couple this laser beam with another excitation laser beam having a different wavelength, and the two wavelengths output from this optical coupling means are 2. The laser-excited cesium atomic oscillator according to claim 1, wherein the atomic beam before entering the cavity is excited by a laser beam.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110784217A (en) * 2019-10-11 2020-02-11 浙江法拉第激光科技有限公司 Cesium microwave atomic clock based on microwave-optical frequency modulation transfer technology and implementation method
CN112152079A (en) * 2020-10-29 2020-12-29 浙江法拉第激光科技有限公司 Optical pumping small cesium clock for modulating transfer spectrum frequency stabilization DFB laser and implementation method

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