JPH0716070B2 - 複数のレ−ザ装置の発振周波数間隔安定化方法及び装置 - Google Patents

複数のレ−ザ装置の発振周波数間隔安定化方法及び装置

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JPH0716070B2
JPH0716070B2 JP62175102A JP17510287A JPH0716070B2 JP H0716070 B2 JPH0716070 B2 JP H0716070B2 JP 62175102 A JP62175102 A JP 62175102A JP 17510287 A JP17510287 A JP 17510287A JP H0716070 B2 JPH0716070 B2 JP H0716070B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は複数のレーザ装置の各発振周波数の間隔を安定
化させる複数のレーザ装置の発振周波数間隔安定化装置
に関するものである。
(従来の技術) 従来は、複数のレーザ装置の周波数間隔を安定化させる
方法としては、1つのレーザ装置の発振周波数をファブ
リーペロ共振器に対して安定化し、このレーザ装置の発
振周波数に対し、他のレーザ装置の発振周波数を互いの
周波数間隔が別のファブリーペロ共振器のフリースペク
トルレンジにより与えられる周波数間隔基準と一致する
ように安定化するという方法(鳥羽ら、昭和61年度電子
通信学会通信部門全国大会予稿集・分冊2、2−204ペ
ージ)、あるいは1つのレーザ装置の周波数を安定化し
他のいくつかのレーザ装置出射光と合波し、さらにこの
光と周波数を一定周期の鋸歯状に掃引している参照用レ
ーザ装置出射光を合波し、ビート信号として得られるパ
ルス列を構成する各パルスの出現時刻が、上記安定化レ
ーザ装置に対応するパルスの出現時刻に対して一定時間
差を保っているかをモニタすることにより各レーザ装置
の発振周波数間隔を安定化する方法(シュトレーベルら
によるアイ・オー・オー・シー−イー・シー・オー・シ
ー'85(IOOC−ECOC'85)テクニカルダイジェスト第3巻
(1985年)61ページ)が知られている。
(従来技術の問題点) しかし、上記第一の方法においては、周波数間隔の基準
を与えるファブリーペロ共振器のミラー間隔を掃引して
使用する必要があり、単なるエタロン板を使用する場合
に比べ装置が大型化する。また第二の方法においては、
周波数間隔の基準を参照用レーザ装置の周波数変化に対
する各パルスの出現時刻間隔に求めているため、各レー
ザ装置の周波数間隔が確定されうるとは言い難い。
(発明の目的) 本発明は目的の上記の問題点を解決することにあり、フ
ァブリーペロ共振器のミラー間隔を掃引する代わりに、
参照用レーザ装置の周波数を掃引し、ファブリーペロ共
振器としては単なるエタロン板を使用することで小型化
を図りまた周波数間隔の基準として、ファブリーペロ共
振器を使用することにより周波数間隔を安定に設定する
ことを目的とする。
(発明の構成) 上記の目的を達成するため、本発明は、制御対象である
複数のレーザ装置の出射光を互いに異なる周波数で変調
された変調光としこの変調された出射光を合波し、合波
光のスペクトルの周波数軸を時間軸に変換して得られる
パルス列を構成する各パルスの生起時刻差と周波数間隔
基準に対応する時間との差を誤差信号としてこの誤差信
号が定められた一定値となるように前記複数のレーザ装
置の発振周波数を制御することを特徴とする複数のレー
ザ装置の発振周波数間隔安定化方法とした。
またこの方法を実現する装置として、外部からの入力信
号に応じて、発振周波数間隔を安定化する対象たるN個
(Nは正の整数)のレーザ装置の発振周波数を含む範囲
で発振周波数を掃引する参照用レーザ装置と、該参照用
レーザ装置からの出射光を分岐する光分岐器と、前記N
個のレーザ装置の出射光の各々を異なった変調周波数で
変調するN個の光変調器と、前記光分岐器で分岐された
光の一方と前記光変調器の出力を合波する光合波器と、
前記光分岐器で分岐された他方の光の周波数変化を振幅
変化に変換する光学共振器と、前記参照用レーザ装置の
発振周波数掃引時の前記光合波器の出力により検出する
前記N個のレーザ装置の発振周波数間隔の、前記参照用
レーザ装置の発振周波数掃引時の前記光学共振器の共振
ピークに対応する光出力を用いて設定した周波数間隔基
準に対する誤差を一定値に安定化させるための制御信号
を出力する制御装置と、該制御装置からの制御信号に従
って前記N個のレーザ装置への入力信号を変化させるレ
ーザ装置駆動装置とを含んだ構成とした。
(作用) 本発明では上述のような構成をとることにより、周波数
掃引された参照用レーザ装置と光学共振器の組合せによ
り、光学共振器のフリースペクトルレンジで決まる周波
数間隔基準に対応した時間差の基準パルス列を発生させ
る。また参照用レーザ装置の出射光と制御対象である複
数のレーザ装置の出射光のビート光を光検出器で受光し
た後、低域通過フィルタを通すことにより複数のレーザ
装置の周波数間隔に対応した時間差のパルス列を発生さ
せ、これを構成する各パルスの発生時刻と上記の基準パ
ルス列の対応するパルスの発生時刻の差を誤差信号とし
て制御することにより任意の個数のレーザ装置の周波数
間隔が同時に安定化され、しかもその周波数間隔が使用
する光学共振器により厳密に規定される。また、複数の
レーザ装置の各々を異なる変調信号でマーキングしてい
るため、制御装置に到来するパルス列の各パルスがどの
レーザ装置に対応しているかの判別が容易である。
(実施例) 以下、本発明を実施例について詳細に説明する。第1図
は本発明の実施例の構成図である。
1.55μm帯位相制御領域付分布反射形レーザ1は、鋸歯
状波発生器2により印加される繰り返し周波数20kHzの
信号に伴い、その出射光周波数が時間に対し鋸歯状に変
化している。1.55μm帯位相制御領域付分布反射形レー
ザ1から出射された光は光アイソレータ3を透過した後
光分岐器4により第1及び第2の出力光にパワー比1:1
に分けられる。このうち、第1の出力光は屈折率1.5、
厚さ1cmでフィネス30になるよう両面の反射率を設定し
た石英ガラス製エタロン板5を透過した後第1の光検出
器6に入射される。第1の光検出器6には鋸歯状波発生
器2からの出力信号(第2図(a),(b),(c),
(d),(e)の40,41,42,43,44)の1周期中、1.55μ
m帯位相制御領域付分布反射形レーザ1の周波数がエタ
ロン板5の共振周波数に一致した時点でパルス状の光が
入力されるが、この1周期のパルスの数が3つになるよ
う、鋸歯状波発生器2の出力のピーク電圧を調整してお
く。第1の光検出器6からの電気信号は制御装置7の第
1の入力端子71に印加される。
一方、周波数間隔を安定化する対象である1.55μm帯分
布帰還形レーザ8、9、10からの出射光はそれぞれ光ア
イソレータ11、12、13を透過した後、光アイソレータ11
からの出射光は50kHzで、光アイソレータ12からの出射
光は100kHzで、光アイソレータ13からの出射光は150kHz
で、それぞれ光変調器31、32、33で強度変調される。光
変調器31、32、33からの出射光は、第1の光合波器14に
より合波される。第1の光合波器14からの出射光は第2
の光合波器15により光分岐器4の第2の出力光と合波さ
れる。第2の光合波器15の出力は光検出器16により電気
信号に変換された後、遮断周波数100MHzの低域通過フィ
ルタに入力される。第2の光検出器16からは、1.55μm
帯位相制御領域付分布反射形レーザ1からの出射光の周
波数と、1.55μm帯分布帰還形レーザ8、9、10の出射
光の周波数の差が、ほぼ±100MHzの範囲に入っていると
きにパルス状の電気信号が出力される。パルスの数は鋸
歯状波発生器2の出力信号の1周期に1.55μm帯位相制
御領域付分布反射形レーザ1と1.55μm帯分布帰還形レ
ーザ8、9、10の各々の発振周波数の差が±100MHzの範
囲に入る回数に等しく、それは3つである。第2の光検
出器16からの電気信号は制御装置7の第2の入力端子72
に印加される。制御装置7では入力端子72からのパルス
列(第2図(b)参照)が3分岐された後、中心周波数
がそれぞれ50kHz、100kHz、150kHzの帯域通過フィルタ7
3、74、75に入力され、制御対象である1.55μm帯分布
帰還形レーザ8、9、10に対応するパルスが選択され
る。帯域通過フィルタ73、74、75の出力は制御回路76に
入力され、第2図(a)に示した入力端子71に入力され
たパルス列の各パルスとの発生時刻差24,25,26(第2図
(c),(d),(e)参照)が検出される。この発生
時刻差24、25、26を誤差信号とし、これらの大きさが一
定の値、本実施例では零になるような制御信号を出力す
る。制御装置7からの第1、第2、第3の制御信号はそ
れぞれレーザ装置駆動装置17、18、19に入力される。レ
ーザ装置駆動装置17、18、19から制御信号に応じた駆動
電流が1.55μm帯分布帰還形レーザ8、9、10に注入さ
れる。なお、1.55μm帯位相制御領域付分布反射形レー
ザ1、1.55μm帯分布帰還形レーザ8、9、10はそれぞ
れ温度制御装置20、21、22、23により、変動幅±0.1℃
以内に温度安定化されている。
本実施例では、3台のレーザ装置のみを周波数間隔安定
化しているが鋸歯状波発生器2からの出力信号の周波
数、ピーク電圧を調整し、1周期あたり、エタロン板5
から出射されるパルスの数を変化させればさらに多くの
レーザ装置の周波数間隔を同時に安定化できる。またエ
タロン板の厚さを変化させることで周波数間隔を自由に
設定できる。さらに、安定化する対象であるレーザ装置
も半導体レーザに限定されず外部からの信号に応じて発
振周波数が変化するレーザ装置なら、安定化可能であ
る。
(発明の効果) 以上述べてきたように本発明により、任意の個数のレー
ザ装置の周波数間隔を同時に安定化することができ、し
かもその周波数間隔は使用する光学共振器により厳密に
規定することができる。さらに、制御装置内の帯域通過
フィルタの中心周波数、あるいは光変調器に印加する変
調信号の周波数を適宜切り換えることにより、制御対象
であるレーザ装置の発振周波数を互いに他の周波数に切
り換えることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例の構成図、第2図(a)は、
第1図中の制御装置7に入力される第1の光検出器6か
らの電気信号、第2図(b)は、第1図中の制御装置7
に入力される第2の光検出器16からの電気信号、第2図
(c)は、第1図中の帯域通過フィルタ73の出力、第2
図(d)は、第1図中の帯域通過フィルタ74からの出
力、第2図(e)は第1図中の帯域通過フィルタ75から
の出力を表す。第1図及び第2図において、1……1.55
μm帯位相制御領域付分布反射形レーザ、2……鋸歯状
波発生器、3,11,12,13……光アイソレータ、4……光分
岐器、5……エタロン板、6,16……光検出器、7……制
御装置、8,9,10……1.55μm帯分布帰還形レーザ、14,1
5……光合波器、17,18,19……レーザ装置駆動装置、20,
21,22,23……温度制御装置、24,25,26……誤差信号、4
0,41,42,43,44……鋸歯状波発生器2からの出力波形、3
1,32,33……光変調器、73,74,75……帯域通過フィル
タ、76……制御回路。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】制御対象である複数のレーザ装置の出射光
    を互いに異なる周波数で変調された変調光としこの変調
    された出射光を合波し、合波光のスペクトルの周波数軸
    を時間軸に変換して得られるパルス列を構成する各パル
    スの生起時刻差と周波数間隔基準に対応する時間との差
    を誤差信号としてこの誤差信号が定められた一定値とな
    るように前記複数のレーザ装置の発振周波数を制御する
    ことを特徴とする複数のレーザ装置の発振周波数間隔安
    定化方法。
  2. 【請求項2】外部からの入力信号に応じて、発振周波数
    間隔を安定化する対象たるN個(Nは正の整数)のレー
    ザ装置の発振周波数を含む範囲で発振周波数を掃引する
    参照用レーザ装置と、該参照用レーザ装置からの出射光
    を分岐する光分岐器と、前記N個のレーザ装置の出射光
    の各々を異なった変調周波数で変調するN個の光変調器
    と、前記光分岐器で分岐された光の一方と前記光変調器
    の出力を合波する光合波器と、前記光分岐器で分岐され
    た他方の光の周波数変化を振幅変化に変換する光学共振
    器と、前記参照用レーザ装置の発信周波数掃引時の前記
    光合波器の出力により検出する前記N個のレーザ装置の
    発振周波数間隔の、前記参照用レーザ装置の発振周波数
    掃引時の前記光学共振器の共振ピークに対応する光出力
    を用いて設定した周波数間隔基準に対する誤差を一定値
    に安定化させるための制御信号を出力する制御装置と、
    該制御装置からの制御信号に従って前記N個のレーザ装
    置への入力信号を変化させるレーザ装置駆動装置とを含
    んで構成されることを特徴とする複数のレーザ装置の発
    振周波数間隔安定化装置。
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