A miniature atomic frequency standard

Details A miniature atomic frequency standard A miniature atomic frequency standard

G - Physics

04

F

G04F 5/14 (2006.01) H03L 7/26 (2006.01)

Patent

CA 2232933

A miniature atomic frequency standard (1) utilizes a tubular vapor cell (7, 75) extending transversely through a TE210 microwave cavity (15, 77). In one embodiment of the invention, the vapor cell (7) is heated directly by electric heaters (57) secured to ends (43, 49) of the tubular vapor cell (7) which extend outside the microwave cavity (15). The vapor cell (7) is insulated by thermal insulation (59, 61) inside the microwave cavity and between the microwave cavity and a magnetic shield (19). In another embodiment of the invention, the entire microwave cavity (77) is heated which eliminates the need for thermal insulation inside the cavity and thus it can be made smaller, but additional thermal insulation (87) is provided between the microwave cavity (77) and the magnetic shield (85). Preferably, the C-field coil (89) is wound on the thermal insulation (87) just inside the magnetic shield (85) to reduce heat loss by conduction. A laser diode (27) outside the magnetic shield (19, 85) transmits light to the vapor cell (7, 75) through an optic fiber (35) without need for a collimating lens, and a photodiode (51) with an integral lens (53) is used as the detector (47).

L'invention porte sur un étalon atomique de fréquence miniaturisé (1) dans lequel on utilise une cellule de vaporisation tubulaire (7, 75) traversant une cavité (15, 77) à micro-ondes TE¿210?. Dans l'une des variantes de l'invention, la cellule de vaporisation (7) est réchauffée directement par des chauffages électriques (57) placés à ses extrémités et se prolongeant à l'extérieur de la cavité (15), et elle comporte une isolation thermique (59, 61) dans la cavité à micro-ondes et entre cette cavité (77) et un blindage magnétique (19). Dans une autre variante, la totalité de la cavité à micro-ondes (77) est chauffée, ce qui élimine la nécessité d'une isolation interne de la cavité et permet de réduire son volume, mais une isolation thermique (87) supplémentaire est prévue entre la cavité à micro-ondes (77) et le blindage magnétique (85). On prévoit de préférence un enroulement à champ en C (89) bobiné sur l'isolation thermique (87) à l'intérieur du blindage magnétique (85) pour réduire les pertes thermiques par conduction. Une diode à laser (27) extérieure au blindage magnétique (19, 85) éclaire la cellule de vaporisation (7, 75) par l'intermédiaire d'une fibre optique (35) sans nécessiter de lentille collimatrice, tandis qu'une photodiode (51) à lentille intégrée (53) sert de détecteur (47).

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