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
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- rubidium
- cavity
- power supply
- coil
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- Expired - Lifetime
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- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
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 |
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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 |