JPH05198887A - Measurement-control equipment of optical frequency deviation amount of laser - Google Patents

Measurement-control equipment of optical frequency deviation amount of laser

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JPH05198887A
JPH05198887A JP989892A JP989892A JPH05198887A JP H05198887 A JPH05198887 A JP H05198887A JP 989892 A JP989892 A JP 989892A JP 989892 A JP989892 A JP 989892A JP H05198887 A JPH05198887 A JP H05198887A
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JP
Japan
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optical frequency
optical
circuit
laser
operating point
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JP989892A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideyuki Miyata
英之 宮田
Hiroshi Onaka
寛 尾中
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To establish measurement.control technique to stabilize the optical frequency deviation amount, by installing an operation point setting circuit for setting an operation point, so as to coincide with the average optical frequency of optical frequencies. CONSTITUTION:The title equipment is provided with an operation point setting circuit 8 for setting an operation point, in the manner in which the operation point of an optical interference apparatus 4 to a laser light source 2 coincides with the average optical frequency of the optical frequency giving a local maximum point in an optical frequency discriminator and the optical frequency giving a local minimum point adjuscent to the local maximum point. Either circuit selected out of an optical frequency deviation amount measuring circuit 10 and an optical frequency deviation amount stabilizing circuit is installed. The above measuring circuit 10 detects the optical frequency deviation amount from the mean value or the effective value of amplitudes of frequency components corresponding with the frequency of a modulation signal in an electric signal at the above set operation point. The above stabilizing circuit operates the error value between the mean value or the effective value of amplitudes of frequency components corresponding with the frequency of the modulation signal in the electric signal at the above set operation point, and feeds back the error value to the modulation factor of the laser light source.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、入力データに基づいて
周波数変調又は位相変調されたレーザの光周波数偏移量
を測定し、又はそれを予め定められた所定値に安定化さ
せるためのレーザの光周波数偏移量の測定・制御装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser for measuring an optical frequency deviation amount of a laser which is frequency-modulated or phase-modulated based on input data, or for stabilizing it to a predetermined value. The present invention relates to an optical frequency shift amount measuring / controlling device.

【0002】近年、レーザダイオード等から出力された
コヒーレンシーの高いレーザ光に対して直接光周波数変
調又は位相変調を行うことによって光通信や光計測を行
うシステムが実用化されつつある。
In recent years, a system for performing optical communication or optical measurement by directly performing optical frequency modulation or phase modulation on laser light with high coherency output from a laser diode or the like has been put into practical use.

【0003】例えば、光通信システムとして、コヒーレ
ント光を用いたFSK方式(周波数シフトキーイング方
式)による光通信システムがあげられる。このFSK方
式では、送信されるべきデータの“0”又は“1”の2
値論理に対応して、レーザダイオードからの出力の光周
波数が第1周波数f1 又は第2周波数f2 に変化させら
れるような周波数変調が行われる。
For example, as an optical communication system, there is an optical communication system of the FSK system (frequency shift keying system) using coherent light. In this FSK method, 2 of “0” or “1” of data to be transmitted
Depending on the value logic, frequency modulation is performed so that the optical frequency of the output from the laser diode is changed to the first frequency f 1 or the second frequency f 2 .

【0004】この場合、レーザダイオード自身の経年変
化や、レーザダイオードを含む光源モジュールの経年変
化、レーザダイオードのバイアス電流等によって、変調
効率、即ち単位バイアス電流当りの周波数可変量が変化
する。これにより、レーザダイオードを同一の駆動電流
で変調しても、変調指数、即ち中心光周波数f0 を中心
とした前述の第1周波数f1 と第2周波数f2 の間の光
周波数偏移量が初期設定値からずれてくる。
In this case, the modulation efficiency, that is, the frequency variable amount per unit bias current changes due to the aging of the laser diode itself, the aging of the light source module including the laser diode, the bias current of the laser diode, and the like. As a result, even if the laser diode is modulated with the same drive current, the modulation index, that is, the optical frequency shift amount between the first frequency f 1 and the second frequency f 2 described above centered on the central optical frequency f 0. Deviates from the default setting.

【0005】このずれは、光通信システムの受信系にお
いて、光信号の受信感度を著しく劣化させてしまう。こ
のため、レーザダイオード等における光周波数偏移量の
測定技術或いは光周波数偏移量を予め定められた所定値
に安定化させるための制御技術が必要となる。
This shift significantly deteriorates the receiving sensitivity of the optical signal in the receiving system of the optical communication system. Therefore, a measurement technique of the optical frequency shift amount in the laser diode or the like or a control technique for stabilizing the optical frequency shift amount to a predetermined value is necessary.

【0006】[0006]

【従来の技術】しかし、レーザ光の周波数又は位相に対
して直接変調を行うという技術は最近になりようやく実
用化されつつある技術である。このため、レーザにおけ
る光周波数偏移量を安定化させるための確立した測定・
制御技術は、未だ知られていないのが現状である。
2. Description of the Related Art However, the technique of directly modulating the frequency or phase of laser light is a technique that has finally been put into practical use. For this reason, we have established established measurements for stabilizing the optical frequency shift amount in the laser.
The control technology is currently unknown.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、レーザの光
周波数偏移量の測定・制御装置を提供することを目的と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an apparatus for measuring / controlling the optical frequency shift amount of a laser.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の装置の基
本構成を示す図であり、この装置は、レーザの光周波数
偏移量の測定に供することができるものである。
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of an apparatus according to the present invention, which can be used for measuring an optical frequency shift amount of a laser.

【0009】この装置は、変調信号に基づいて周波数変
調又は位相変調されるレーザ光源2からの光を受け、光
周波数弁別特性に従った干渉光を出力する光干渉器4
と、該干渉光を受け、その光強度を電気信号に変換する
受光器6と、該電気信号を受け、上記光干渉器4の上記
レーザ光源2に対する動作点が上記光周波数弁別特性に
おける極大点を与える光周波数と該極大点に隣接する極
小点を与える光周波数の平均光周波数に一致するように
上記動作点を設定する動作点設定回路8と、この設定さ
れた動作点のもとで上記電気信号における上記変調信号
の周波数に相当する周波数成分の振幅の平均値又は実効
値から光周波数偏移量を検出する光周波数偏移量測定回
路10とを備えている。
This apparatus receives light from a laser light source 2 which is frequency-modulated or phase-modulated based on a modulation signal and outputs an interference light according to an optical frequency discrimination characteristic, which is an optical interferometer 4.
And a photodetector 6 that receives the interference light and converts the intensity of the light into an electric signal, and an operating point of the optical interferometer 4 that receives the electric signal with respect to the laser light source 2 is a maximum point in the optical frequency discrimination characteristic. And the operating point setting circuit 8 for setting the operating point so as to match the average optical frequency of the optical frequencies that give the local minimum point adjacent to the local maximum point, and the operating point setting circuit 8 based on the set operating point. An optical frequency deviation amount measuring circuit 10 for detecting the optical frequency deviation amount from the average value or the effective value of the amplitude of the frequency component corresponding to the frequency of the modulated signal in the electric signal.

【0010】ここで、レーザ光源2から光干渉器4に入
射する光は、例えばレーザダイオードから出力される例
えば後方光である。この場合、レーザダイオードから出
力される前方光は、光信号として伝送路12に送出され
る。
Here, the light that enters the optical interferometer 4 from the laser light source 2 is, for example, backward light output from the laser diode. In this case, the forward light output from the laser diode is sent to the transmission line 12 as an optical signal.

【0011】図2は本発明の装置の他の基本構成を示す
図であり、この装置はレーザの光周波数偏移量の制御に
供されるものである。この装置は、変調信号に基づいて
周波数変調又は位相変調されるレーザ光源2からの光を
受け、光周波数弁別特性に従った干渉光を出力する光干
渉器4と、該干渉光を受け、その光強度を電気信号に変
換する受光器6と、該電気信号を受け、上記光干渉器4
の上記レーザ光源2に対する動作点が上記光周波数弁別
特性における極大点を与える光周波数と該極大点に隣接
する極小点を与える光周波数の平均光周波数に一致する
ように上記動作点を設定する動作点設定回路8と、この
設定された動作点のもとで上記電気信号における上記変
調信号の周波数に相当する周波数成分の振幅の平均値又
は実効値と所定値の間の誤差値を演算し該誤差値を上記
レーザ光源2の変調度に帰還する光周波数偏移量安定化
回路14とを備えている。
FIG. 2 is a diagram showing another basic configuration of the apparatus of the present invention, which is used for controlling the optical frequency shift amount of the laser. This device receives light from a laser light source 2 that is frequency-modulated or phase-modulated based on a modulation signal, outputs an interference light according to an optical frequency discrimination characteristic, and the interference light, and receives the interference light. A light receiver 6 for converting light intensity into an electric signal, and the optical interferometer 4 for receiving the electric signal.
Operation for setting the operating point so that the operating point for the laser light source 2 coincides with the average optical frequency of the optical frequency giving the maximum point in the optical frequency discrimination characteristic and the optical frequency giving the minimum point adjacent to the maximum point. The point setting circuit 8 calculates the error value between the average value or the effective value of the amplitude of the frequency component corresponding to the frequency of the modulated signal in the electric signal and the predetermined value under the set operating point, An optical frequency shift amount stabilizing circuit 14 for returning an error value to the modulation factor of the laser light source 2 is provided.

【0012】図2においては、レーザ光源2等の動作の
理解を容易にするために、バイアス回路16及び変調回
路18が付加的に図示されている。バイアス回路16
は、レーザ光源2がレーザ発振するのに十分なバイアス
をレーザ光源2に供給する。変調回路18は、一般的に
はデジタル信号からなる入力データに基づいて変調信号
をレーザ光源2に供給し或いは変調信号をバイアスに重
畳する。
In FIG. 2, a bias circuit 16 and a modulation circuit 18 are additionally shown in order to facilitate understanding of the operation of the laser light source 2 and the like. Bias circuit 16
Supplies to the laser light source 2 a bias sufficient for the laser light source 2 to oscillate. The modulation circuit 18 supplies a modulation signal to the laser light source 2 or superimposes the modulation signal on a bias based on input data which is generally a digital signal.

【0013】ここで、レーザ光源2は、入力データの
“0”又は“1”の2値論理に対応して変調回路18か
ら出力される変調信号に基づいて、その光周波数が所定
の中心光周波数を中心にして第1の周波数と第2の周波
数から選択されるいずれかの周波数に一致するように、
周波数変調又は位相変調される。そして、第1の周波数
と第2の周波数の差が光周波数偏移量と定義される。
Here, the laser light source 2 has a light frequency of a predetermined center light based on the modulation signal output from the modulation circuit 18 in correspondence with the binary logic "0" or "1" of the input data. To match any frequency selected from the first frequency and the second frequency centering on the frequency,
It is frequency-modulated or phase-modulated. The difference between the first frequency and the second frequency is defined as the optical frequency shift amount.

【0014】[0014]

【作用】本発明に係るレーザの光周波数偏移量の測定・
制御装置の動作原理は、(1)光干渉器の動作点を、該
光干渉器の光周波数弁別特性における極大点を与える光
周波数と該極大点に隣接する極小点を与える光周波数の
平均光周波数(以下、単に「平均光周波数」ということ
がある。)に設定すること、(2)その設定された動作
点のもとで、受光器からの電気信号における変調信号の
周波数に相当する周波数成分の振幅の平均値又は実効値
を検出し測定すること、そして、所定の光周波数偏移量
を生じさせるときの設定値に向かって上記平均値又は実
効値を集束させるようにレーザ光源の変調度に帰還をか
けること、の2点に大別される。
[Operation] Measurement of optical frequency shift amount of laser according to the present invention
The operating principle of the control device is as follows: (1) The operating point of the optical interferometer is the average light of the optical frequency that gives the maximum point in the optical frequency discrimination characteristics of the optical interferometer and the optical frequency that gives the minimum point adjacent to the maximum point. The frequency (hereinafter, simply referred to as "average optical frequency") may be set, and (2) the frequency corresponding to the frequency of the modulation signal in the electric signal from the photodetector under the set operating point. Detecting and measuring the average value or the effective value of the amplitude of the component, and modulating the laser light source so as to focus the average value or the effective value toward the set value when producing the predetermined optical frequency shift amount. It is roughly divided into two points, that is, returning feedback every time.

【0015】即ち、本発明は、光干渉器の動作点が平均
光周波数に一致している場合に、受光器からの電気信号
における変調信号の周波数に相当する周波数成分の振幅
の平均値又は実効値と光周波数偏移量が所定の関数関係
にあることを利用している。
That is, according to the present invention, when the operating point of the optical interferometer coincides with the average optical frequency, the average value or the effective value of the amplitudes of the frequency components corresponding to the frequency of the modulation signal in the electric signal from the photodetector. The fact that the value and the optical frequency shift amount have a predetermined functional relationship is used.

【0016】動作点設定回路8は、具体的には、受光器
6からの電気信号に基づいて、平均光周波数と動作点の
差を検出する動作点検出回路と、この差が零になるよう
にレーザ光源2の発振周波数又は光干渉器4の干渉特性
を制御する動作点制御回路とを備えている。
The operating point setting circuit 8 is specifically an operating point detecting circuit for detecting the difference between the average optical frequency and the operating point based on the electric signal from the light receiver 6, and the difference is zero. And an operating point control circuit for controlling the oscillation frequency of the laser light source 2 or the interference characteristic of the optical interferometer 4.

【0017】この場合、動作点制御回路による帰還制御
動作がレーザ光源2の発振周波数に対して行われた場合
には、レーザ光源2の自動周波数制御(AFC)が同時
に実現されている。即ち、この場合には、レーザ光源2
の中心光周波数が平均光周波数に常に一致するような制
御が行われる結果、レーザ光源2の中心光周波数は常に
一定の値に安定化されることになる。
In this case, when the feedback control operation by the operating point control circuit is performed on the oscillation frequency of the laser light source 2, the automatic frequency control (AFC) of the laser light source 2 is simultaneously realized. That is, in this case, the laser light source 2
As a result of performing the control so that the center optical frequency of the laser light always matches the average optical frequency, the center light frequency of the laser light source 2 is always stabilized to a constant value.

【0018】本発明に係る装置は、光周波数分割多重方
式(FDM方式)による光通信システムに適用すること
ができる。この場合、特に、動作点設定における帰還制
御動作がレーザ光源の発振周波数に対して行われること
により、各レーザ光源に対する光変調器の動作点が、1
台の光干渉器における単一の光周波数弁別特性上の複数
の平均光周波数の各々に定位され、各レーザ光源につい
ての自動周波数制御が同時に実現される。
The device according to the present invention can be applied to an optical communication system using an optical frequency division multiplexing system (FDM system). In this case, in particular, the feedback control operation in setting the operating point is performed for the oscillation frequency of the laser light source, so that the operating point of the optical modulator for each laser light source is 1
Localized at each of a plurality of average optical frequencies on a single optical frequency discrimination characteristic in a single optical interferometer, automatic frequency control for each laser light source is simultaneously realized.

【0019】ここで、光周波数弁別特性上における隣接
する平均光周波数の間隔は正確に一定値となる。従っ
て、上述のように各レーザ光源についての自動周波数制
御が同時に実現される結果、FDM伝送システムにおけ
る各レーザ光源の発振周波数を光周波数軸上で正確に等
間隔に配置することができる。
Here, the interval between the adjacent average optical frequencies on the optical frequency discrimination characteristic is exactly a constant value. Therefore, as a result of the automatic frequency control of each laser light source being simultaneously realized as described above, the oscillation frequencies of each laser light source in the FDM transmission system can be accurately arranged at equal intervals on the optical frequency axis.

【0020】[0020]

【実施例】以下本発明の実施例を説明する。図3は本発
明の第1実施例を示すレーザの光周波数偏移量の測定・
制御装置のブロック図である。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. FIG. 3 shows the measurement of the optical frequency shift amount of the laser according to the first embodiment of the present invention.
It is a block diagram of a control device.

【0021】レーザダイオード22から出力される例え
ば前方光は、光信号Dh として伝送路Lに入射される。
この光信号Dh は、送信されるべきデータDinの“0”
又は“1”の2値論理に対応して変調回路24から出力
される変調信号Ip に基づいて、その光周波数が第1周
波数f1 又は第2周波数f2 に周波数変調(FSK変
調)される。尚、光信号Dh に対するデータ変調は位相
変調(PSK変調:位相シフトキーイング)でもよい。
また、レーザダイオード22からの前方光ではなく、後
方光がDh として伝送路Lに入射されてもよい。この場
合は、レーザダイオード22から後述する光干渉器26
へ出力されるレーザ光は前方光となる。ここで、レーザ
ダイオード22における光変調動作がある中心光周波数
0 を中心にして行われるように、バイアス回路28か
らレーザダイオード22へ所定のバイアス電流が入力さ
れている。
For example, forward light output from the laser diode 22 is incident on the transmission line L as an optical signal D h .
This optical signal D h is “0” of the data D in to be transmitted.
Alternatively, the optical frequency is frequency-modulated (FSK-modulated) to the first frequency f 1 or the second frequency f 2 based on the modulation signal I p output from the modulation circuit 24 corresponding to the binary logic of “1”. It The data modulation for the optical signal D h may be phase modulation (PSK modulation: phase shift keying).
Further, not the front light from the laser diode 22 but the rear light may be incident on the transmission line L as D h . In this case, from the laser diode 22 to the optical interferometer 26 described later.
The laser light output to is forward light. Here, a predetermined bias current is inputted from the bias circuit 28 to the laser diode 22 so that the optical modulation operation in the laser diode 22 is performed around a certain center optical frequency f 0 .

【0022】光干渉器26は、レーザダイオード22か
らの後方光H0 を受けることにより、相補的な2つの干
渉光Hi1及びHi2を出力する構成を有する。図4は相補
的な2つの干渉光Hi1及びHi2を出力するマッハツェン
ダ干渉器を示す図である。同図において、Mはハーフミ
ラー、M′はミラーであり、2つの光路の光路長間に所
定の差をもたせることによって、相補的な2つの干渉光
i1及びHi2が発生する。これらの相補的な2つの干渉
光Hi1及びHi2の各光周波数弁別特性は、図5の実線及
び破線で示されるようになる。
The optical interferometer 26 receives the backward light H 0 from the laser diode 22 and outputs two complementary interference lights H i1 and H i2 . FIG. 4 is a diagram showing a Mach-Zehnder interferometer that outputs two complementary interference lights H i1 and H i2 . In the figure, M is a half mirror and M'is a mirror, and two complementary interference lights H i1 and H i2 are generated by making a predetermined difference between the optical path lengths of the two optical paths. The optical frequency discrimination characteristics of these two complementary interference lights H i1 and H i2 are shown by the solid line and the broken line in FIG.

【0023】図6は相補的な2つの干渉光Hi1及びHi2
を出力するファブリ・ペロー干渉器を示す図である。同
図において、一方の干渉光Hi1は通常の透過光であるの
に対し、他方の干渉光Hi2は反射光である。ここで、フ
ァブリ・ペロー干渉素子FPをレーザダイオードからの
後方光H0 の光軸に対して傾斜させているのは、反射光
である干渉光Hi2がレーザダイオードに戻らないように
するためと、後方光H 0 を遮らずに干渉光Hi2を取り出
すためである。
FIG. 6 shows two complementary interference lights H.i1And Hi2
It is a figure which shows the Fabry-Perot interferometer which outputs. same
In the figure, one interference light Hi1Is normal transmitted light
On the other hand, the other interference light Hi2Is reflected light. Where
Abbey-Perot interference element FP from the laser diode
Back light H0The reflected light is tilted with respect to the optical axis of
Interference light Hi2Not return to the laser diode
In order to do the back light H 0Interference light H without blockingi2Take out
This is because

【0024】ファブリ・ペロー干渉器の光周波数弁別特
性は、ファブリ・ペロー干渉素子FPの表面反射率等の
ファクタに応じて決定されるので、このようなファクタ
を最適化することによって、図5に示されたのと同様な
光周波数弁別特性を得ることができる。
The optical frequency discrimination characteristics of the Fabry-Perot interferometer are determined according to factors such as the surface reflectance of the Fabry-Perot interferometer FP. Optical frequency discrimination characteristics similar to those shown can be obtained.

【0025】図7は相補的な2つの干渉光Hi1及びHi2
を出力する他の光干渉器を示す図である。同図において
は、複屈折性結晶CRの入力側に第1の偏光子PLi
設けられ、出力側に第2の偏光子PLo が設けられる。
第1の偏光子PLi の光学軸と第2の偏光子PLo の光
学軸がなす角は例えば45°に設定される。このような
構成により、レーザダイオードからの後方光H0 から2
つの相補的な干渉光H i1及びHi2が得られる。
FIG. 7 shows two complementary interference lights H.i1And Hi2
It is a figure which shows the other optical interferometer which outputs. In the figure
Is the first polarizer PL on the input side of the birefringent crystal CR.iBut
The second polarizer PL is provided on the output side.oIs provided.
First polarizer PLiOptical axis and second polarizer PLoLight of
The angle formed by the academic axes is set to 45 °, for example. like this
The backward light H from the laser diode depends on the configuration.0From 2
Two complementary interference lights H i1And Hi2Is obtained.

【0026】再び図3の装置の説明に戻る。光干渉器2
6からの2つの干渉光Hi1及びHi2は、直列接続された
フォトダイオードからなる第1及び第2の受光器30,
32にそれぞれ入射する。第1及び第2の受光器30,
32にそれぞれ生じる光電流I1 及びI2 は、電圧検出
用の抵抗器34,36及び演算増幅器38,40により
電圧値としてそれぞれ検出され、これら2つの電圧値は
加算器42で加算された後、その加算結果が自動光出力
制御回路(APC回路)44に入力する。加算器42の
出力信号は、第1及び第2の受光器30,32に生じた
光電流I1 及びI2 の和成分に対応する。APC回路4
4の動作については後述する。
Returning to the explanation of the apparatus shown in FIG. Optical interferometer 2
Two interference lights H i1 and H i2 from the first and second photodetectors 30, which are photodiodes connected in series,
It is incident on 32 respectively. First and second light receivers 30,
The photocurrents I 1 and I 2 generated in 32 are respectively detected as voltage values by the resistors 34 and 36 for voltage detection and the operational amplifiers 38 and 40, and these two voltage values are added by the adder 42. The addition result is input to the automatic light output control circuit (APC circuit) 44. The output signal of the adder 42 corresponds to the sum component of the photocurrents I 1 and I 2 generated in the first and second photodetectors 30 and 32. APC circuit 4
The operation of No. 4 will be described later.

【0027】この実施例では、光電流I1 及びI2 の差
成分を動作点の検出と光周波数偏移量の安定化に供する
ために、第1の受光器30と第2の受光器32の接続点
の電位変化を光周波数偏移量安定化回路46及び動作点
検出回路48に取り込んでいる。符号50は検出された
動作点に基づいてレーザ光源22の発振周波数又は光干
渉器26の干渉特性を制御する動作点制御回路である。
In this embodiment, in order to provide the difference component between the photocurrents I 1 and I 2 for detecting the operating point and stabilizing the optical frequency shift amount, the first photodetector 30 and the second photodetector 32 are provided. The change in the potential at the connection point is captured by the optical frequency shift amount stabilization circuit 46 and the operating point detection circuit 48. Reference numeral 50 is an operating point control circuit that controls the oscillation frequency of the laser light source 22 or the interference characteristic of the optical interferometer 26 based on the detected operating point.

【0028】ここで、動作点制御回路50がレーザダイ
オード22の発振周波数を制御する場合には、動作点制
御回路50からの制御線L1 が図3の実線で示されるよ
うにバイアス回路28に接続され、バイアス回路28か
らレーザダイオード22に入力するバイアス電流が制御
信号に基づいて変化させられる。或いは、図示はしない
が、動作点制御回路50の出力をレーザダイオード22
の温度制御素子への制御入力に重畳させることにより、
レーザダイオード22の温度を変化させるようにしても
よい。温度制御素子としては、例えば周知のペルチェ素
子が用いられる。
When the operating point control circuit 50 controls the oscillation frequency of the laser diode 22, the control line L 1 from the operating point control circuit 50 is applied to the bias circuit 28 as shown by the solid line in FIG. The bias current that is connected and is input from the bias circuit 28 to the laser diode 22 is changed based on the control signal. Alternatively, although not shown, the output of the operating point control circuit 50 is set to the laser diode 22.
By superimposing it on the control input to the temperature control element of
The temperature of the laser diode 22 may be changed. As the temperature control element, for example, a known Peltier element is used.

【0029】一方、動作点制御回路50が光干渉器26
における干渉特性を制御する場合には、動作点制御回路
50からの制御線L1 を破線で示すように光干渉器26
に接続して、光干渉器26の共振器長や遅延時間差等の
物理量を制御信号によって変化させるようにする。これ
らの物理量を変化させる具体的な方法としては、 光
弾性効果を利用して変化させる、 電気光学効果を利
用して変化させる、 機械的外力を加えて変化させ
る、 熱光学効果を利用して変化させる、等の方法が
よく知られている。
On the other hand, the operating point control circuit 50 has the optical interferometer 26.
When controlling the interference characteristics in the optical interferometer 26, the control line L 1 from the operating point control circuit 50 is indicated by a broken line.
And the physical quantities such as the resonator length and the delay time difference of the optical interferometer 26 are changed by the control signal. Specific methods for changing these physical quantities are: changing using the photoelastic effect, changing using the electro-optical effect, changing by applying a mechanical external force, and changing using the thermo-optical effect. Methods such as making them known are well known.

【0030】第1の実施例における具体的な動作につい
て以下に説明する。図5は光干渉器26としてマッハツ
ェンダ干渉器が使用された場合の同干渉器の光周波数弁
別特性の一部を示すグラフである。このグラフにおい
て、縦軸は光干渉器26からの干渉光の光強度を示し、
横軸は光周波数を示す。また、実線と破線で表される特
性は、光干渉器26から出力される相補的な2つの干渉
光のそれぞれに対する光周波数弁別特性に対応してい
る。
The specific operation of the first embodiment will be described below. FIG. 5 is a graph showing a part of the optical frequency discrimination characteristic of the Mach-Zehnder interferometer used as the optical interferometer 26. In this graph, the vertical axis represents the light intensity of the interference light from the optical interferometer 26,
The horizontal axis represents the optical frequency. The characteristics represented by the solid line and the broken line correspond to the optical frequency discrimination characteristics for each of the two complementary interference lights output from the optical interferometer 26.

【0031】光干渉器26としてマッハツェンダ干渉器
が使用された場合には、その光周波数弁別特性は、光周
波数の変化に対して光強度の値が正弦波状に変化する特
性を呈し、極大点MAXと極小点MINが交互に表れ
る。
When a Mach-Zehnder interferometer is used as the optical interferometer 26, its optical frequency discrimination characteristic exhibits a characteristic that the value of the light intensity changes sinusoidally with respect to the change of the optical frequency, and the maximum point MAX. And the minimum point MIN appear alternately.

【0032】本実施例においては、図3のレーザダイオ
ード22における光周波数偏移量を安定化させるため
に、まず、図3の光干渉器26のレーザダイオード22
に対する動作点が、図5の極大点MAXを与える光周波
数とこの極大点に隣接する極小点MINを与える光周波
数の平均光周波数(動作特性曲線において微分係数が最
大になる変曲点Pに対応する光周波数)に常に一致する
ような制御が行われる。この変曲点は、この例では、相
補的な2つの干渉光に対する光周波数弁別曲線の交点に
一致する。
In this embodiment, in order to stabilize the optical frequency shift amount in the laser diode 22 of FIG. 3, first, the laser diode 22 of the optical interferometer 26 of FIG.
Is the average optical frequency of the optical frequency that gives the maximum point MAX in FIG. 5 and the optical frequency that gives the minimum point MIN adjacent to this maximum point (corresponding to the inflection point P at which the differential coefficient becomes maximum in the operating characteristic curve). The control is performed so as to always match the optical frequency). In this example, this inflection point coincides with the intersection of the optical frequency discrimination curves for the two complementary interference lights.

【0033】図8は2つの相補的な干渉光の光周波数弁
別特性による動作点設定の原理を説明するための図であ
る。図8(A)に示すように、レーザダイオード22の
中心周波数f0 が平均光周波数に一致している場合に
は、変調信号Ip に基づいて第1の受光器30に生じる
光電流I1 の平均値(DCレベル)は、第2の受光器3
2に生じる光電流I2 の平均値(DCレベル)に一致す
る。
FIG. 8 is a diagram for explaining the principle of operating point setting by the optical frequency discrimination characteristics of two complementary interference lights. As shown in FIG. 8A, when the center frequency f 0 of the laser diode 22 matches the average optical frequency, the photocurrent I 1 generated in the first photodetector 30 based on the modulation signal I p. The average value (DC level) of the
This coincides with the average value (DC level) of the photocurrent I 2 generated in No. 2 .

【0034】一方、図8(B)に示すように、動作点が
光周波数の低周波数側にドリフトして、レーザダイオー
ド22の中心周波数f0 が平均光周波数よりも低くなっ
た場合には、一方の干渉光Hi1の光周波数弁別特性に基
づいて第1の受光器30に生じる光電流I1 のDCレベ
ルは、他方の干渉光Hi2に基づいて第2の受光器32に
生じる光電流I2 のDCレベルよりも低くなる。
On the other hand, as shown in FIG. 8B, when the operating point drifts to the low frequency side of the optical frequency and the center frequency f 0 of the laser diode 22 becomes lower than the average optical frequency, The DC level of the photocurrent I 1 generated in the first photodetector 30 based on the optical frequency discrimination characteristic of the one interference light H i1 is the photocurrent generated in the second photodetector 32 based on the other interference light H i2. It will be lower than the DC level of I 2 .

【0035】他方、図8(C)に示すように、動作点が
光周波数の高周波数側にドリフトして、レーザダイオー
ド22の中心周波数f0 が平均光周波数よりも高くなっ
た場合には、図8(B)の場合とは逆に、第1の受光器
30に生じる光電流I1 のDCレベルは、第2の受光器
32に生じる光電流I2 のDCレベルよりも高くなる。
On the other hand, as shown in FIG. 8C, when the operating point drifts to the high frequency side of the optical frequency and the center frequency f 0 of the laser diode 22 becomes higher than the average optical frequency, Contrary to the case of FIG. 8B, the DC level of the photocurrent I 1 generated in the first photodetector 30 is higher than the DC level of the photocurrent I 2 generated in the second photodetector 32.

【0036】従って、光電流I1 のDCレベルと光電流
2 のDCレベルの差或いは光電流I1 及びI2 の差信
号のDCレベルが零に集束するような帰還制御を行うこ
とによって、光干渉器26の動作点を平均光周波数に設
定することができる。
[0036] Thus, by performing the feedback control as the DC level of the photocurrent I 1 of the DC level and the difference between the DC level of the photocurrent I 2 or photocurrents I 1 and I 2 of the difference signal is focused to zero, The operating point of the optical interferometer 26 can be set to the average optical frequency.

【0037】このような動作点の設定が実現されている
と、レーザダイオード22の中心周波数f0 は、相補的
な2つの干渉光に対する光周波数弁別特性の交点Pを与
える光周波数に一致する。尚、この交点Pは、光干渉器
26がマッハツェンダ干渉器であり、周波数弁別特性が
正弦波状である場合には、周波数弁別特性の変曲点に一
致するが、用いる光干渉器の種類によっては、上記交点
Pが変曲点に一致しないこともある。交点Pが変曲点に
一致しないことは、動作点設定の可否には影響しない。
When such setting of the operating point is realized, the center frequency f 0 of the laser diode 22 coincides with the optical frequency that gives the intersection P of the optical frequency discrimination characteristics for the two complementary interference lights. When the optical interferometer 26 is a Mach-Zehnder interferometer and the frequency discrimination characteristic is sinusoidal, the intersection point P coincides with the inflection point of the frequency discrimination characteristic, but it depends on the type of the optical interferometer used. The intersection point P may not coincide with the inflection point. The fact that the intersection point P does not match the inflection point does not affect whether or not the operating point can be set.

【0038】レーザダイオード22の中心周波数f0
周波数弁別特性の交点Pを与える周波数に一致している
と、光周波数弁別特性の微分係数は常に一定値に維持さ
れるから、光電流I1 又はI2 における変調周波数に相
当する周波数成分の振幅の平均値又は実効値と光周波数
偏移量は一定の関数関係を有するようになるのである。
When the center frequency f 0 of the laser diode 22 coincides with the frequency that gives the intersection point P of the frequency discriminating characteristics, the differential coefficient of the optical frequency discriminating characteristics is always maintained at a constant value, so that the photocurrent I 1 or The average value or effective value of the amplitude of the frequency component corresponding to the modulation frequency in I 2 and the optical frequency shift amount have a fixed functional relationship.

【0039】このような動作原理に基づいて、光周波数
偏移量安定化回路46は、上述の平均値又は実効値と所
定値の間の誤差値を演算し、この誤差値を変調回路24
に帰還して変調度を調整する。これにより、レーザダイ
オード22の経時変化等にかかわらずレーザダイオード
22における光周波数偏移量を安定化することができ
る。
Based on such an operating principle, the optical frequency deviation amount stabilizing circuit 46 calculates an error value between the above-mentioned average value or effective value and a predetermined value, and the error value is modulated by the modulation circuit 24.
Return to and adjust the modulation. As a result, the optical frequency shift amount in the laser diode 22 can be stabilized regardless of changes over time in the laser diode 22.

【0040】この実施例において、第1及び第2の受光
器30,32にそれぞれ生じる光電流I1 及びI2 の差
成分を光周波数偏移量安定化回路46に取り込んでいる
理由は次の通りである。
In this embodiment, the reason why the difference components of the photocurrents I 1 and I 2 generated in the first and second photodetectors 30 and 32 are taken into the optical frequency deviation amount stabilizing circuit 46 is as follows. On the street.

【0041】図8による説明から明らかなように、相補
的な2つの干渉光の光周波数弁別特性に基づいて得られ
る光電流I1 及びI2 は互いに逆相である。また、一方
の干渉光に対する光周波数弁別特性は他方の干渉光に対
する光周波数弁別特性を光周波数軸上で平行移動させた
同一波形のものである。従って、光電流I1 及びI2
差信号を得ることによって、光電流I1 又はI2 の振幅
の検出感度を向上させて、光周波数偏移量の制御におけ
るS/Nを著しく増大させることが可能になるのであ
る。
As is apparent from the description with reference to FIG. 8, the photocurrents I 1 and I 2 obtained based on the optical frequency discrimination characteristics of the two complementary interference lights are in opposite phases to each other. The optical frequency discrimination characteristic for one interference light has the same waveform obtained by moving the optical frequency discrimination characteristic for the other interference light in parallel on the optical frequency axis. Therefore, by obtaining the difference signal of the photocurrents I 1 and I 2 , the detection sensitivity of the amplitude of the photocurrents I 1 or I 2 is improved, and the S / N in the control of the optical frequency shift amount is significantly increased. Will be possible.

【0042】ところで、本実施例の優位性は、相補的な
2つの干渉光を2つの受光器で電気信号に変換すること
により、APCが容易に実現されるという点にも見出さ
れる。APC回路44は、レーザダイオード22の自動
光出力制御を行う。以下、この動作原理について説明す
る。
By the way, the superiority of this embodiment is also found in that APC can be easily realized by converting two complementary interference lights into electric signals by two light receivers. The APC circuit 44 performs automatic light output control of the laser diode 22. The operating principle will be described below.

【0043】いま、光干渉器26から出力される2つの
干渉光Hi1及びHi2は互いに相補的な干渉光であるか
ら、これらが加算されると、その加算出力は、図5の一
点鎖線で示されるように、平坦な信号となる。即ち、第
1及び第2の受光器30,32に生じる光電流I1 及び
2 に対応する各電圧値を加算器42で加算して得られ
る信号は、平坦な振幅を有する直流に近い信号となる。
Since the two interference lights H i1 and H i2 output from the optical interferometer 26 are complementary interference lights, when they are added, the addition output is the alternate long and short dash line in FIG. As shown by, the signal becomes flat. That is, the signal obtained by adding the voltage values corresponding to the photocurrents I 1 and I 2 generated in the first and second photodetectors 30 and 32 by the adder 42 is a signal having a flat amplitude and close to direct current. Becomes

【0044】この事実に基づいて、APC回路44が、
加算器42からの平坦な振幅を有する加算出力のレベル
が常に一定レベルになるように、バイアス回路28に負
帰還をかけることにより、自動光出力制御が実現され
る。
Based on this fact, the APC circuit 44
Automatic light output control is realized by applying negative feedback to the bias circuit 28 so that the level of the addition output having a flat amplitude from the adder 42 is always a constant level.

【0045】具体的には、APC回路44は、予め定め
られた設定電圧VR に対する加算器42からの加算出力
の変動成分を検出し、その極性を反転した信号をバイア
ス回路28に出力する。これにより、バイアス回路28
によって生成されるバイアス電流が制御され、レーザダ
イオード22の光出力が一定レベルに保たれる。
Specifically, the APC circuit 44 detects the fluctuation component of the addition output from the adder 42 with respect to the preset voltage V R, and outputs a signal whose polarity is inverted to the bias circuit 28. As a result, the bias circuit 28
The bias current generated by the laser diode 22 is controlled, and the optical output of the laser diode 22 is maintained at a constant level.

【0046】図9は本発明の第2実施例を示すレーザの
光周波数偏移量の測定・制御装置のブロック図である。
この実施例が第1の実施例と異なる点は、光周波数偏移
量安定化回路46及び動作点検出回路48に入力する差
信号が、第1及び第2の受光器30,32の接続部分か
ら取り出されるのではなく、演算増幅器38の出力電圧
から演算増幅器40の出力電圧を減算器52で減算して
得た出力として取り出すようにした点と、マーク率モニ
タ回路54が付加的に設けられている点とである。
FIG. 9 is a block diagram of an optical frequency shift amount measuring / control device for a laser according to a second embodiment of the present invention.
This embodiment is different from the first embodiment in that the difference signal input to the optical frequency deviation amount stabilizing circuit 46 and the operating point detection circuit 48 is the connecting portion of the first and second photodetectors 30 and 32. A mark ratio monitor circuit 54 is additionally provided, in addition to the output voltage of the operational amplifier 38, the output voltage of the operational amplifier 40 is subtracted by the subtractor 52 to obtain an output. That is the point.

【0047】マーク率モニタ回路54は、例えば変調回
路24内に設けられた積分器によって構成され、変調回
路24に入力する送信データDinの論理値“1”と
“0”の発生比率即ちマーク率を演算し、動作点制御回
路50及び/又は光周波数偏移量安定化回路46に帰還
をかける。
The mark ratio monitor circuit 54 is composed of, for example, an integrator provided in the modulation circuit 24, and the generation ratio of the logical values “1” and “0” of the transmission data D in input to the modulation circuit 24, that is, the mark. The ratio is calculated, and feedback is applied to the operating point control circuit 50 and / or the optical frequency shift amount stabilizing circuit 46.

【0048】いま、マーク率が例えば1/2の場合、即
ち“1”と“0”が1:1の割合で発生する場合と、マ
ーク率が例えば1/4の場合、即ち“1”と“0”が
1:3の割合で発生する場合とでは、動作点検出回路4
8に取り込まれる減算器52からの差信号のDCレベル
が異なる値となる。
Now, when the mark ratio is, for example, 1/2, that is, when "1" and "0" occur at a ratio of 1: 1 and when the mark ratio is, for example, 1/4, that is, "1". In the case where "0" occurs at a ratio of 1: 3, the operating point detection circuit 4
The DC level of the difference signal from the subtractor 52 that is taken into 8 has different values.

【0049】そこで、マーク率モニタ回路54で検出さ
れたマーク率に応じた補正信号を動作点制御回路50及
び/又は光周波数偏移量安定化回路46に帰還させるこ
とによって、マーク率にかかわらず常に安定した制御を
行うことができるようになる。
Therefore, by feeding back a correction signal corresponding to the mark rate detected by the mark rate monitor circuit 54 to the operating point control circuit 50 and / or the optical frequency deviation amount stabilizing circuit 46, regardless of the mark rate. It becomes possible to always perform stable control.

【0050】図10は本発明の第3実施例を示すレーザ
の光周波数偏移量の測定・制御装置のブロック図であ
る。本実施例は、光周波数分割多重(FDM)伝送シス
テム、即ち、1本の光ファイバ上で複数の中心光周波数
を同時に使用して複数回線分の情報を多重化して送るよ
うな光通信システムに適用される。
FIG. 10 is a block diagram of an optical frequency shift amount measuring / control device for a laser according to a third embodiment of the present invention. The present embodiment is an optical frequency division multiplexing (FDM) transmission system, that is, an optical communication system in which a plurality of lines of information are multiplexed and sent by simultaneously using a plurality of central optical frequencies on one optical fiber. Applied.

【0051】図10のレーザダイオード56、変調回路
58、バイアス回路60、光干渉器62、受光器64、
動作点設定回路66、光周波数偏移量安定化回路68
は、それぞれ図3の第1実施例におけるものと実質的に
同一である。
The laser diode 56, the modulation circuit 58, the bias circuit 60, the optical interferometer 62, the light receiver 64 of FIG.
Operating point setting circuit 66, optical frequency deviation amount stabilizing circuit 68
Are substantially the same as those in the first embodiment of FIG.

【0052】図10の第3実施例が図3の第1実施例と
異なるのは、FDM伝送システムでは、複数の中心光周
波数が必要とされることに対応して、レーザダイオード
56、変調回路58、バイアス回路60、受光器64、
動作点設定回路66及び光周波数偏移量安定化回路68
のそれぞれが、#1〜#nの複数個で構成される点であ
る。
The third embodiment of FIG. 10 is different from the first embodiment of FIG. 3 in that in the FDM transmission system, a plurality of center optical frequencies are required, so that the laser diode 56 and the modulation circuit are provided. 58, bias circuit 60, light receiver 64,
Operating point setting circuit 66 and optical frequency deviation amount stabilizing circuit 68
Each of the above is composed of a plurality of # 1 to #n.

【0053】このような構成により、#1〜#nの複数
回線分の送信データDinの多重伝送が実現される。尚、
光干渉器62は、本実施例の場合は、ファブリ・ペロー
干渉器によって構成される。そして、#1〜#nの各レ
ーザダイオード56からの#1〜#nの各後方光H
0 は、n本の光ファイバによって空間分割されて、1台
のファブリ・ペロー干渉器62に導かれ、同干渉器から
の#1〜#nの各干渉光H i はn本の光ファイバによっ
て空間分割されて、n台の受光器64に導かれる。
With this configuration, a plurality of # 1 to #n
Transmission data D for lineinMultiplex transmission is realized. still,
In this embodiment, the optical interferometer 62 is a Fabry-Perot.
It is composed of an interferometer. Then, each of # 1 to #n
Each rear light H of # 1 to #n from the laser diode 56
0Is space-divided by n optical fibers,
Of Fabry-Perot interferometer 62 of
Interference light H of # 1 to #n iWith n optical fibers
It is space-divided and guided to n light receivers 64.

【0054】図10の#1〜#nのn組の部分の各々に
おける動作点及び光周波数偏移量の安定化動作は、図3
の第1実施例の場合と実質的には同じである。但し、本
実施例では、特に、各動作点設定回路66の出力は、各
バイアス回路60におけるバイアス電流又は各レーザダ
イオード56の温度制御素子の制御入力に重畳され、負
帰還されることにより、光干渉器62の各レーザダイオ
ード56に対する各動作点が、1つの光周波数弁別特性
上のn点の平均光周波数の各々に定位される。
The stabilizing operation of the operating point and the optical frequency shift amount in each of the n sets of # 1 to #n in FIG.
This is substantially the same as in the first embodiment. However, in this embodiment, in particular, the output of each operating point setting circuit 66 is superposed on the bias current in each bias circuit 60 or the control input of the temperature control element of each laser diode 56, and is negatively fed back to generate an optical signal. Each operating point for each laser diode 56 of the interferometer 62 is localized at each of the n average optical frequencies on one optical frequency discrimination characteristic.

【0055】ここで、1つの光周波数弁別特性上におけ
る隣接する平均光周波数の間隔は正確に一定値となる。
従って、上述のように、各レーザダイオード56の自動
周波数制御(AFC)が同時に実現される結果、FDM
伝送システムにおける#1〜#nの各レーザダイオード
に対するn点の動作点を、光周波数軸上で正確に等間隔
に配置することが可能となる。
Here, the interval between adjacent average optical frequencies on one optical frequency discrimination characteristic is exactly a constant value.
Therefore, as described above, the automatic frequency control (AFC) of each laser diode 56 is realized at the same time, which results in the FDM.
It is possible to arrange n operating points for each of the laser diodes # 1 to #n in the transmission system at exactly equal intervals on the optical frequency axis.

【0056】そして、各レーザダイオード56毎に、上
述のようなAFCのもとで、光周波数偏移量をそれぞれ
所定値に安定させることができる。また、光周波数弁別
特性における1つの平均光周波数に対し、複数のレーザ
ダイオード56に対する動作点を対応させることによ
り、共通の光周波数で異なる伝送路に対して伝送を行う
ものにも対応することができる。
Then, for each laser diode 56, the optical frequency shift amount can be stabilized to a predetermined value under the above AFC. Further, by making the operating points for the plurality of laser diodes 56 correspond to one average optical frequency in the optical frequency discrimination characteristic, it is possible to correspond to one transmitting to different transmission lines at a common optical frequency. it can.

【0057】図11は本発明の第4実施例を示すレーザ
の光周波数偏移量の測定・制御装置のブロック図であ
る。同図で、図10の第3実施例におけるのと同じ番号
を付した部分は同じ機能を有する。
FIG. 11 is a block diagram of an optical frequency shift amount measurement / control device for a laser according to a fourth embodiment of the present invention. In the figure, the parts with the same numbers as in the third embodiment of FIG. 10 have the same functions.

【0058】第4実施例が第3実施例と異なる点は、動
作点設定回路と光周波数偏移量安定化回路は、各々符号
70と72の1つずつのみが設けられ、各々が時分割動
作する点である。
The difference between the fourth embodiment and the third embodiment is that the operating point setting circuit and the optical frequency deviation stabilizing circuit are provided with only one reference numeral 70 and one reference numeral 72, respectively, and each of them is time-shared. This is the point of operation.

【0059】そして、#1〜#nの各受光器64からの
出力は、各出力に割当てられた時分割タイミングでスイ
ッチ74及び76を介して動作点設定回路70及び光周
波数偏移量安定化回路72に入力される。そして、各制
御結果は、スイッチ78及び80を介してデータ保持回
路82及び84に保持される。各データ保持回路82及
び84はそれぞれ、各制御時点において最新の#1〜#
nの各制御データを、各バイアス回路60(又はレーザ
ダイオード56の温度制御端子)及び各変調回路58に
同時に負帰還する。
The outputs from the photoreceivers 64 of # 1 to #n are stabilized by the operating point setting circuit 70 and the optical frequency shift amount via the switches 74 and 76 at the time division timings assigned to the outputs. It is input to the circuit 72. Then, the respective control results are held in the data holding circuits 82 and 84 via the switches 78 and 80. Each of the data holding circuits 82 and 84 has the latest # 1 to # at each control point.
Each control data of n is negatively fed back to each bias circuit 60 (or the temperature control terminal of the laser diode 56) and each modulation circuit 58 at the same time.

【0060】上述のような構成により、回路規模を縮小
することができる。
With the configuration as described above, the circuit scale can be reduced.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
レーザの光周波数偏移量の測定・制御装置の提供が可能
になるという効果を奏する。
As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a measurement / control device for the optical frequency shift amount of a laser.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明装置の基本構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a device of the present invention.

【図2】本発明装置の他の基本構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing another basic configuration of the device of the present invention.

【図3】本発明の第1実施例を示す装置のブロック図で
ある。
FIG. 3 is a block diagram of an apparatus showing a first embodiment of the present invention.

【図4】相補的な2つの干渉光を出力するマッハツェン
ダ干渉器を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a Mach-Zehnder interferometer that outputs two complementary interference lights.

【図5】図4における2つの干渉光の光周波数弁別特性
を示す図である。
5 is a diagram showing optical frequency discrimination characteristics of two interference lights in FIG.

【図6】相補的な2つの干渉光を出力するファブリ・ペ
ロー干渉器を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a Fabry-Perot interferometer that outputs two complementary interference lights.

【図7】相補的な2つの干渉光を得る他の光干渉器を示
す図である。
FIG. 7 is a diagram showing another optical interferometer that obtains two complementary interference lights.

【図8】動作点設定の原理説明図である。FIG. 8 is a diagram illustrating the principle of operating point setting.

【図9】本発明の第2実施例を示す装置のブロック図で
ある。
FIG. 9 is a block diagram of an apparatus showing a second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第3実施例を示す装置のブロック図
である。
FIG. 10 is a block diagram of an apparatus showing a third embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第4実施例を示す装置のブロック図
である。
FIG. 11 is a block diagram of an apparatus showing a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 レーザ光源 4,26,62 光干渉器 6,30,32,64 受光器 8,66,70 動作点設定回路 10 光周波数偏移量測定回路 14,46,68,72 光周波数偏移量安定化回路 2 Laser light source 4,26,62 Optical interferometer 6,30,32,64 Light receiver 8,66,70 Operating point setting circuit 10 Optical frequency deviation amount measuring circuit 14,46,68,72 Optical frequency deviation amount stable Circuit

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 変調信号に基づいて周波数変調又は位相
変調されるレーザ光源(2) からの光を受け、光周波数弁
別特性に従った干渉光を出力する光干渉器(4) と、 該干渉光を受け、その光強度を電気信号に変換する受光
器(6) と、 該電気信号を受け、上記光干渉器(4) の上記レーザ光源
(2) に対する動作点が上記光周波数弁別特性における極
大点を与える光周波数と該極大点に隣接する極小点を与
える光周波数の平均光周波数に一致するように上記動作
点を設定する動作点設定回路(8) と、 設定された動作点のもとで上記電気信号における上記変
調信号の周波数に相当する周波数成分の振幅の平均値又
は実効値から光周波数偏移量を検出する光周波数偏移量
測定回路(10)、及び、設定された動作点のもとで上記電
気信号における上記変調信号の周波数に相当する周波数
成分の振幅の平均値又は実効値と所定値の間の誤差値を
演算し該誤差値を上記レーザ光源(2) の変調度に帰還す
る光周波数偏移量安定化回路(14)から選択されるいずれ
かの回路とを備えたことを特徴とするレーザの光周波数
偏移量の測定・制御回路。
1. An optical interferometer (4) which receives light from a laser light source (2) that is frequency-modulated or phase-modulated based on a modulation signal and outputs interference light according to an optical frequency discrimination characteristic, and the interference. A light receiver (6) for receiving light and converting the light intensity into an electric signal, and the laser light source of the optical interferometer (4) for receiving the electric signal
Set the operating point so that the operating point for (2) matches the average optical frequency of the optical frequency that gives the maximum point in the optical frequency discrimination characteristics and the optical frequency that gives the minimum point adjacent to the maximum point. A circuit (8) and an optical frequency deviation that detects the optical frequency deviation amount from the average value or the effective value of the amplitude of the frequency component corresponding to the frequency of the modulated signal in the electric signal under the set operating point. Quantity measuring circuit (10), and calculates the error value between the average value or the effective value of the amplitude of the frequency component corresponding to the frequency of the modulation signal in the electric signal and the predetermined value under the set operating point And an optical frequency deviation stabilizing circuit (14) for returning the error value to the degree of modulation of the laser light source (2), the optical frequency deviation of the laser being provided. Transfer rate measurement and control circuit.
【請求項2】 上記動作点設定回路(8) は、 上記受光器からの電気信号に基づいて、上記平均光周波
数と上記動作点の差を検出する動作点検出回路(48)と、 該差が零になるように上記レーザ光源の発振周波数又は
上記光干渉器の干渉特性を制御する動作点制御回路(50)
とを含むことを特徴とする請求項1に記載のレーザの光
周波数偏移量の測定・制御回路。
2. The operating point setting circuit (8) includes an operating point detection circuit (48) for detecting a difference between the average optical frequency and the operating point based on an electric signal from the light receiver, and the difference. Operating point control circuit (50) for controlling the oscillation frequency of the laser light source or the interference characteristics of the optical interferometer so that
The measurement / control circuit for measuring the optical frequency deviation of a laser according to claim 1, further comprising:
【請求項3】 上記レーザ光源(2) はレーザダイオード
であり、上記レーザ光源(2) の発振周波数の制御は上記
レーザダイオードのバイアス又は温度を変化させること
によりなされ、この制御によって上記レーザ光源の自動
周波数制御が行われることを特徴とする請求項2に記載
のレーザの光周波数偏移量の測定・制御装置。
3. The laser light source (2) is a laser diode, and the oscillation frequency of the laser light source (2) is controlled by changing the bias or temperature of the laser diode. The optical frequency shift amount measurement / control device according to claim 2, wherein automatic frequency control is performed.
【請求項4】 上記光干渉器(4) は、互いに相補的な光
周波数弁別特性を有する2種類の干渉光を出力する光干
渉器であり、 上記受光器(6) は、上記2種類の干渉光をそれぞれ受け
る第1及び第2の受光器(30,32) であることを特徴とす
る請求項1に記載のレーザの光周波数偏移量の測定・制
御装置。
4. The optical interferometer (4) is an optical interferometer that outputs two types of interference light having complementary optical frequency discrimination characteristics, and the photodetector (6) is one of the two types. The optical frequency shift amount measuring and controlling apparatus according to claim 1, wherein the measuring and controlling apparatus comprises first and second light receivers (30, 32) respectively receiving the interference light.
【請求項5】 上記第1及び第2の受光器(30,32) から
の各電気信号の差成分が上記動作点設定回路と上記光周
波数偏移量測定回路又は上記光周波数偏移量安定化回路
とに入力することを特徴とする請求項4に記載のレーザ
の光周波数偏移量の測定・制御装置。
5. The difference component between the electric signals from the first and second photo detectors (30, 32) is the operating point setting circuit and the optical frequency deviation amount measuring circuit or the optical frequency deviation amount stable. The optical frequency shift amount measuring / control device according to claim 4, wherein the measuring / control device inputs the optical frequency shift amount of the laser.
【請求項6】 上記動作点設定回路においては、上記第
1及び第2の受光器(30,32) からの各電気信号の差成分
のDCレベルに基づいて上記動作点が設定されることを
特徴とする請求項5に記載のレーザの光周波数偏移量の
測定・制御装置。
6. The operating point setting circuit sets the operating point based on the DC level of the difference component between the electric signals from the first and second photodetectors (30, 32). The measurement / control device for the optical frequency shift amount of a laser according to claim 5.
【請求項7】 上記第1及び第2の受光器(30,32) から
の各電気信号の和成分に基づいて上記レーザ光源の発振
出力を検出し、該発振出力が一定になるような制御を行
う自動光出力制御回路(44)をさらに備えたことを特徴と
する請求項4に記載のレーザの光周波数偏移量の測定・
制御装置。
7. A control for detecting the oscillation output of the laser light source based on the sum component of the respective electric signals from the first and second light receivers (30, 32), and controlling the oscillation output to be constant. 5. The measurement of the optical frequency shift amount of the laser according to claim 4, further comprising an automatic light output control circuit (44) for performing
Control device.
【請求項8】 上記変調信号におけるマーク率を計測す
るマーク率モニタ回路(54)をさらに備え、該マーク率モ
ニタ回路で計測されたマーク率は、上記動作点設定回路
と上記光周波数偏移量測定回路又は上記光周波数偏移量
安定化回路とに帰還されることを特徴とする請求項1に
記載のレーザの光周波数偏移量の測定・制御装置。
8. A mark ratio monitor circuit (54) for measuring a mark ratio in the modulated signal, wherein the mark ratio measured by the mark ratio monitor circuit is the operating point setting circuit and the optical frequency deviation amount. The measurement / control device for the optical frequency shift amount of a laser according to claim 1, wherein the measuring / control device is fed back to a measuring circuit or the optical frequency shift amount stabilizing circuit.
【請求項9】 上記レーザ光源は複数備えられ、 上記光干渉器は、上記各レーザ光源からの空間的に分割
された複数の光を並列に受け、各々に対応する干渉光を
並列に出力し、 上記受光器と上記動作点設定回路と上記光周波数偏移量
測定回路又は上記光周波数偏移量安定化回路とは、上記
レーザ光源の数に応じて複数備えられていることを特徴
とする請求項1に記載のレーザの光周波数偏移量の測定
・制御装置。
9. A plurality of the laser light sources are provided, and the optical interferometer receives the plurality of spatially divided lights from the respective laser light sources in parallel and outputs the interference light corresponding to each of them in parallel. The optical receiver, the operating point setting circuit, the optical frequency deviation amount measuring circuit, or the optical frequency deviation amount stabilizing circuit is provided in plural according to the number of the laser light sources. An apparatus for measuring and controlling an optical frequency shift amount of a laser according to claim 1.
【請求項10】 上記レーザ光源は複数備えられ、 上記光干渉器は、上記各レーザ光源からの空間的に分割
された複数の光を並列に受け、各々に対応する干渉光を
並列に出力し、 上記受光器は上記レーザ光源の数に応じて複数備えら
れ、 上記動作点設定回路と上記光周波数偏移量測定回路又は
上記光周波数偏移量安定化回路とは、上記複数の受光器
からの各電気信号に基づいて時分割動作することを特徴
とする請求項1に記載のレーザの光周波数偏移量の測定
・制御装置。
10. A plurality of the laser light sources are provided, and the optical interferometer receives a plurality of spatially divided lights from the respective laser light sources in parallel and outputs interference light corresponding to each of them in parallel. A plurality of the light receivers are provided according to the number of the laser light sources, and the operating point setting circuit and the optical frequency deviation amount measuring circuit or the optical frequency deviation amount stabilizing circuit are provided from the plurality of light receivers. 2. The apparatus for measuring and controlling the optical frequency shift amount of a laser according to claim 1, wherein the measurement / control device operates in a time-division manner based on each of the electric signals.
【請求項11】 上記光干渉器の上記複数のレーザ光源
に対する各動作点が上記光周波数弁別特性における複数
の上記平均光周波数にそれぞれ一致するように上記各動
作点が設定されることを特徴とする請求項9又は10に
記載のレーザの光周波数偏移量の測定・制御装置。
11. The operating points are set so that the operating points of the optical interferometer with respect to the plurality of laser light sources respectively match the plurality of average optical frequencies in the optical frequency discrimination characteristic. The measurement / control device for the optical frequency shift amount of the laser according to claim 9 or 10.
【請求項12】 上記各動作点は光周波数軸上で等間隔
に設定されることを特徴とする請求項11に記載のレー
ザの光周波数偏移量の測定・制御装置。
12. The measurement / control apparatus for the optical frequency shift amount of a laser according to claim 11, wherein the respective operating points are set at equal intervals on the optical frequency axis.
【請求項13】 上記光干渉器の上記複数のレーザ光源
に対する各動作点が上記光周波数弁別特性における共通
の上記平均光周波数にそれぞれ一致するように上記各動
作点が設定されることを特徴とする請求項9又は10に
記載のレーザの光周波数偏移量の測定・制御装置。
13. The operating points are set such that the operating points of the optical interferometer with respect to the plurality of laser light sources respectively match the common average optical frequency in the optical frequency discrimination characteristics. The measurement / control device for the optical frequency shift amount of the laser according to claim 9 or 10.
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