Rubidium atom oscillator
专利汇可以提供Rubidium atom oscillator专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且PURPOSE:To set a microwave level radiating to a rubidium to a proper level with less fluctuation in an atom resonance frequency in a cavity section of the rubidium atom oscillator. CONSTITUTION:A rubidium light S1 and a microwave signal S4 are emitted to a gas cell 2 in a cavity 1. A VHF signal S2 is led to the cavity 1 via a blocking element 4 and multiplied into a microwave signal S3 by a step recovery diode 5. The microwave signal S3 is set to a microwave signal S4 with a proper level by an attenuator 6. The microwave signal S4 is emitted to a rubidium in the gas cell 2 from an antenna 7.，下面是Rubidium atom oscillator专利的具体信息内容。
Ｆ信号を前記キャビティ部に導入するとともに前記キャビティ部からの前記マイクロ波信号の流出を防ぐブロッキング素子と、前記キャビテイ部に配置され前記ブロッキング素子からの前記ＶＨＦ信号を前記マイクロ波信号に逓倍する逓倍用ダイオードと、前記逓倍用ダイオードの生じた前記マイクロ波信号を減衰させる減衰器と、前記減衰器で減衰された前記マイクロ波信号を前記ルビジウムガスに照射するアンテナとを有することを特徴とするルビジウム原子発振器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光励起（ポンピング）法のポンピングによりマイクロ波帯周波数で原子共鳴するルビジウムを光−マイクロ波共鳴部（キャビティ部）に含むルビジウム原子発振器に関し、特に上記ルビジウムに照射するためのマイクロ波信号を発生するマイクロ波信号発生手段を上記キャビティ内にさらに含むルビジウム原子発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種のルビジウム原子発振器が、文献（ＮＥＣ技報，Ｖｏｌ．４５，Ｎｏ．１０，ｐ
ｐ１０９〜ｐｐ１１５）に示されている。 このルビジウム原子発振器は、キャビティ部に配置したルビジウムをルビジウム光で光励起している。 一方、このルビジウム原子発振器は、電圧制御水晶発振器の発振出力を低周波発振器（変調信号発生器）の出力により位相変調し、この位相変調出力を上記ルビジウムの共鳴周波数のマイクロ波信号に変換し、このマイクロ波信号をアンテナから上記ルビジウムに照射している。 このルビジウムを通る上記光励起用のルビジウム光は受光素子で電気信号に変換され、この電気信号と上記低周波発振器の出力とが位相比較器で位相検波される。 このルビジウム原子発振器では、上記位相検波出力がゼロになるように、この位相比較器の出力を制御電圧として上記電圧制御水晶発振器の発振周波数を制御し、上記電圧制御水晶発振器の出力をこのルビジウム原子発振器の発振出力とする。 つまり、上記位相検波出力がゼロになると、上記マイクロ波信号の周波数がルビジウムの原子共鳴周波数に一致していることになり、このときの上記電圧制御水晶発振器の発振周波数はルビジウムの原子共鳴周波数と一定の関係を有する安定化制御された周波数となる。
【０００３】ここで、上記位相変調出力から上記マイクロ波信号への変換は、上記キャビティ部の外側回路において上記位相変調出力を６０ＭＨｚ帯（ＶＨＦ帯）のＶ
ＨＦ信号に変換したあと、上記キャビティ部において上記ＶＨＦ信号をダイオードで逓倍して６．８ＧＨｚ帯の上記マイクロ波信号を得ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のルビジウム原子発振器では、キャビティ部内の逓倍用ダイオードで発生した６．８ＧＨｚ帯のマイクロ波信号をアンテナに直接供給し、このアンテナから上記マイクロ波信号をルビジウムに照射している。 ここで、ルビジウムの原子共鳴周波数はこのルビジウムに照射されるマイクロ波信号のレベルにも依存する。 つまり、上記原子共鳴周波数は、マイクロ波信号の一定レベル範囲では殆ど変化しないが、マイクロ波信号のレベルが特定レベル近傍を越えると周波数変動が大きくなるという特性を有する。 一方、逓倍用ダイオードへは逓倍効率やインピーダンス整合の面から適正入力レベルのＶＨＦ信号を供給する必要がある。 しかし、逓倍用ダイオードに適正入力レベルを供給すると、発生するマイクロ波信号のレベルがルビジウム原子共鳴周波数の周波数変動の大きい範囲になってしまうという問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のルビジウム原子発振器は、光ポンピング法によりマイクロ波帯の第１周波数で原子共鳴するルビジウムのガス（以下、ルビジウムガス）を前記第１周波数のマイクロ波信号で照射するマイクロ波信号発生手段をキャビティ部に含むルビジウム原子発振器において、前記マイクロ波信号発生手段が、ＶＨＦ帯周波数のＶＨＦ信号を前記キャビティ部に導入するとともに前記キャビティ部からの前記マイクロ波信号の流出を防ぐブロッキング素子と、前記キャビテイ部に配置され前記ブロッキング素子からの前記ＶＨＦ
信号を前記マイクロ波信号に逓倍する逓倍用ダイオードと、前記逓倍用ダイオードの生じた前記マイクロ波信号を減衰させる減衰器と、前記減衰器で減衰された前記マイクロ波信号を前記ルビジウムガスに照射するアンテナとを有する。
【０００６】前記ルビジウム原子発振器は、前記減衰器が、前記第１周波数において減衰域を有する帯域通過ろ波器である構成を採ることができる。
【０００７】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明する。
【０００８】図１は本発明の一実施例のルビジウム原子発振器におけるキャビティ部の断面図である。
【０００９】このキャビティ部は、キャビティ１と、キャビティ１内に配置されるとともにルビジウムガスを封入したガスセル２と、ブロッキング素子４と逓倍用ダイオードであるステップリカバリダイオード５と減衰器６
とアンテナ７とからなるマイクロ波信号発生器とを含む。 キャビティ１は、円筒形の内壁を有し、ルビジウムランプ（図示せず）からのルビジウム光Ｓ１を円筒形の上部（図の左部）に配置した光励起孔１ａから入力する。 ルビジウム光Ｓ１は、ガスセル２内のルビジウムガスを光励起する。 ルビジウム光Ｓ１のガスセル２を通過した成分はキャビティ１の底面壁に配置した受光素子３
により電気信号Ｓ５に変換され、この電気信号Ｓ５がキャビティ１の光検出端子１ｃから前述の位相比較器（図示せず）に供給される。 上記ルビジウムガスはアンテナ７からのマイクロ波信号Ｓ４にも照射される。 マイクロ波信号Ｓ４の周波数が上記ルビジウムガスの原子共鳴周波数に一致するとルビジウム光Ｓ１のガスセル２を通過する成分は吸収特性を示し、ルビジウム原子発振器はこの吸収特性を利用する前述の従来技術を用いて電圧制御水晶制御発振器の出力周波数の制御動作を実行する。 なお、キャビティ１は底面に受光素子３を設けた直方体キャビティであってもよい。
【００１０】次に、上記マイクロ波信号発生器について説明すると、周波数約６０ＭＨｚのＶＨＦ信号Ｓ２がキャビティ１の上部壁に設けたＶＨＦ信号入力端子１ｂに供給される。 ＶＨＦ信号Ｓ２は、ブロッキング素子４を介してキャビティ１の内部に導入され、ステップリカバリダイオード５に加えられる。 なお、ブロッキング素子４はＶＨＦ信号Ｓ２および直流を通過させるとともにマイクロ波帯の信号通過を阻止する低域通過ろ波器である。 ステップリカバリダイオード５は、ＶＨＦ信号Ｓ１
を１１４逓倍し、ルビジウムガスの原子共鳴周波数にほぼ等しい周波数約６．８４ＧＨｚのマイクロ波信号Ｓ３
を生じる。 なお、マイクロ波信号Ｓ３の周波数は、このルビジウム原子発振器が十分に周波数制御されている場合には、ルビジウムの原子共鳴周波数６．８３４…ＧＨ
ｚに一致する。 マイクロ波信号Ｓ３は、減衰器６により所定値だけ減衰を受け、この減衰器６に接続されたアンテナ７にマイクロ波信号Ｓ４として供給される。 つまり、マイクロ波信号Ｓ４のレベルは、マイクロ波照射レベルによるルビジウムガスの原子共鳴周波数の変動を少なくする範囲内に、減衰器６によりレベル調整される。
適正なレベルに設定されたマイクロ波信号Ｓ４は、一端が接地された長さがほぼ１／４波長のアンテナ７からガスセル２内のルビジウムガスに照射される。
【００１１】図２は本実施例に用いた減衰器６の周波数特性を示す図である。
【００１２】本実施例の減衰器６は、中心周波数ｆ０がマイクロ波信号Ｓ３の周波数ｆ１から少しずれた帯域通過ろ波器を用いている。 従って、レベル（通過量）Ａのマイクロ波信号Ｓ３は、周波数がｆ１であるのでこの帯域通過ろ波器の減衰域を通過することになり、減衰器６
によりレベルＡからレベルＢまで低下（減衰）してマイクロ波信号Ｓ４になる。 このレベルＢのマイクロ波信号Ｓ４がアンテナ７に供給される。 上記帯域通過ろ波器は、直列スタブおよび並列スタブを縦続接続したマイクロストリップ線路構成であり、製造および小型化が容易である。 なお、減衰器６として帯域通過ろ波器を用いると、周波数ｆ１＝６．８４ＧＨｚから６０ＭＨｚ離れの高調波をマイクロ波信号Ｓ４から除去することも可能になり、上記ルビジウムガスによるルビジウム光Ｓ１の吸収特性をよりシャープにする効果もある。 なお、減衰器６は抵抗減衰器を使用することも当然可能である。 但し、この場合にはマイクロ波信号Ｓ４から高調波を除去する効果はない。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明のルビジウム原子発振器は、キャビティ部の逓倍用ダイオードに供給するＶＨＦ信号のレベルを適正入力としたままで、減衰器によりルビジウムガスへのマイクロ波信号の照射レベルを上記ルビジウムガスの原子共鳴周波数変動の少ないレベル範囲に設定するので、発振出力の周波数安定度を向上できるという効果がある。
【００１４】また、上記減衰器として上記原子共鳴周波数において減衰域を有する帯域通過ろ波器を用いると、
このルビジウム原子発振器の周波数安定度をさらに向上できる。
【図１】本発明の一実施例のルビジウム原子発振器におけるキャビティ部の断面図である。
【図２】本実施例に用いた減衰器６の周波数特性を示す図である。
１ キャビティ １ａ 光励起孔 １ｂ ＶＨＦ信号入力端子 １ｃ 光検出端子 ２ ガスセル ３ 受光素子 ４ ブロッキング素子 ５ ステップリカバリダイオード ６ 減衰器 ７ アンテナ
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 生成随机序列的方法和装置 | 2020-05-14 | 386 |
| 一种漂移阶跃恢复二极管 | 2020-05-15 | 223 |
| 一种产生负高压脉冲的装置 | 2020-05-16 | 41 |
| 一种用于顺序等效采样系统中的窄脉冲产生电路 | 2020-05-16 | 852 |
| 一种介质中近场超宽带测距方法 | 2020-05-08 | 837 |
| 一种幅度可控的脉冲快速下降沿整形装置 | 2020-05-26 | 406 |
| 一种介质中近场超宽带测距方法 | 2020-05-17 | 727 |
| 太赫兹光谱成像系统及其快速扫描方法 | 2020-05-20 | 463 |
| 主动式太赫兹光梳梳齿宽度调制方法 | 2020-05-14 | 241 |
| 一种差频信号产生装置及系统 | 2020-05-13 | 857 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
