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ATOMIC OSCILLATOR UPDATE_EN

Patent code P190016143
File No. S2016-1150-N0
Posted date Jun 24, 2019
Application number P2016-176485
Publication number P2018-042181A
Patent number P6744658
Date of filing Sep 9, 2016
Date of publication of application Mar 15, 2018
Date of registration Aug 4, 2020
Inventor
  • (In Japanese)五箇 繁善
Applicant
  • (In Japanese)東京都公立大学法人
Title ATOMIC OSCILLATOR UPDATE_EN
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas cell type atomic oscillator which can retain high frequency stability over a long period of time.
SOLUTION: An atomic oscillator is provided according to the present invention, which comprises: a first frequency synthesizer operable to multiply, by a first multiplication rate, reference frequency signals oscillated by a first voltage-control oscillator to synthesize first high-frequency signals; a first semiconductor laser operable to emit a first laser beam modulated by the first high-frequency signals; a second frequency synthesizer operable to multiply, by a second multiplication rate, output signals oscillated by a second voltage-control oscillator to synthesize second high-frequency signals; a second semiconductor laser operable to emit a second laser beam modulated by the second high-frequency signals; a gas cell on which the first and second laser beams are incident concurrently, and in which a gas of a first alkali metal atom, a gas of a second alkali metal atom, and a buffer gas are sealed; and a computer operable to set the first multiplication rate on the first frequency synthesizer.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

CPT共鳴を利用した原子発振器は、量子部を光学素子だけで構成することができるため、小型化・省電力化が容易であることから、幅広い用途への適用が期待されている(例えば、特許文献1)。

しかしながら、アルカリガスとバッファガスを封入したガスセルを用いる原子発振器では、バッファガスのリークなどが原因でバッファガス圧が長期的に変動することによって共鳴周波数がシフトするため(バッファガスシフト)、長期的な周波数安定度に限界があった。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、原子発振器に関し、より詳細には、CPT共鳴を利用した原子発振器に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
CPT共鳴を利用したガスセル型の原子発振器であって、
第1の電圧制御発振器が発振する基準周波数信号を第1の逓倍率で逓倍して第1の高周波信号を合成する第1の周波数シンセサイザと、
前記第1の高周波信号によって変調された第1のレーザー光を出射する第1の半導体レーザーと、
第2の電圧制御発振器が発振する出力信号を第2の逓倍率で逓倍して第2の高周波信号を合成する第2の周波数シンセサイザと、
前記第2の高周波信号によって変調された第2のレーザー光を出射する第2の半導体レーザーと、
前記第1のレーザー光と前記第2のレーザー光が同時に入射するガスセルであって、第1のアルカリ金属原子のガスと第2のアルカリ金属原子のガスとバッファガスを封入するガスセルと、
前記第1の逓倍率を前記第1の周波数シンセサイザに設定するコンピュータと、
を含み、
前記コンピュータは、
前記第1の高周波信号と前記第2の高周波信号の周波数比を算出する周波数比算出手段と、
算出した前記周波数比に基づいて前記バッファガスのガス圧を推定するバッファガス圧推定手段と、
推定した前記ガス圧に基づいて前記第1のアルカリ金属原子の共鳴周波数を推定する共鳴周波数推定手段と、
推定した前記第1のアルカリ金属原子の共鳴周波数に基づいて前記第1の逓倍率を算出する逓倍率算出手段と、
を含む、
原子発振器。

【請求項2】
 
前記バッファガス圧推定手段は、
下記式に基づいて前記ガス圧を推定する、請求項1に記載の原子発振器。
(式省略)
(上記式において、Pは前記ガス圧を示し、rは前記周波数比を示し、ν1は前記第1のアルカリ金属原子の公称周波数を示し、ν2は前記第2のアルカリ金属原子の公称周波数を示し、α1は前記第1のアルカリ金属原子の圧力係数を示し、α2は前記第2のアルカリ金属原子の圧力係数を示す。)

【請求項3】
 
前記逓倍率算出手段は、
推定した前記第1のアルカリ金属原子の共鳴周波数の1/2の値を前記基準周波数信号の目標周波数で除した値を前記第1の逓倍率として算出する、請求項1または2に記載の原子発振器。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2016176485thum.jpg
State of application right Registered
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