JPH07270841A - 掃引光周波数発生装置 - Google Patents
掃引光周波数発生装置Info
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- JPH07270841A JPH07270841A JP6085630A JP8563094A JPH07270841A JP H07270841 A JPH07270841 A JP H07270841A JP 6085630 A JP6085630 A JP 6085630A JP 8563094 A JP8563094 A JP 8563094A JP H07270841 A JPH07270841 A JP H07270841A
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
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- H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光周波数が時間に対し直線的に変化する掃引
光周波数発生装置を提供する。 【構成】 可変波長レーザ１は、一定の時間周期で光の
周波数を掃引し、光分岐器３で分岐し、第１の分岐出力
を光遅延線路４によって遅延時間を与え、光分岐器３の
出力光の光周波数と異なる光周波数の光を出力し、光合
波器５によって、合波し、光検出器６によってヘテロダ
イン検波をし、周波数分析器７によってヘテロダインビ
ート周波数を検出し、光周波数可変駆動回路２によって
ヘテロダインビート周波数が一定となるように可変波長
レーザ１を制御することにより、掃引される光の周波数
が時間に対し直線的に変化する。
光周波数発生装置を提供する。 【構成】 可変波長レーザ１は、一定の時間周期で光の
周波数を掃引し、光分岐器３で分岐し、第１の分岐出力
を光遅延線路４によって遅延時間を与え、光分岐器３の
出力光の光周波数と異なる光周波数の光を出力し、光合
波器５によって、合波し、光検出器６によってヘテロダ
イン検波をし、周波数分析器７によってヘテロダインビ
ート周波数を検出し、光周波数可変駆動回路２によって
ヘテロダインビート周波数が一定となるように可変波長
レーザ１を制御することにより、掃引される光の周波数
が時間に対し直線的に変化する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光通信、光情報処
理、光計測等の分野において、光周波数の掃引に係わ
り、光周波数が時間に対し直線的に変化する掃引光周波
数発生装置に関する。
理、光計測等の分野において、光周波数の掃引に係わ
り、光周波数が時間に対し直線的に変化する掃引光周波
数発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信や光計測等の分野において、レー
ザ等の発振光周波数を掃引する掃引光周波数発生装置の
技術開発が行われている。
ザ等の発振光周波数を掃引する掃引光周波数発生装置の
技術開発が行われている。
【０００３】一般に、可変波長半導体レーザに代表され
る発振光周波数を可変するレーザからの発振光周波数
は、発振光周波数を制御する電流や電圧あるいは温度に
対して非線形な変化をする。このように発振周波数が非
線形な変化をすると、通信品質が劣化したり、光計測が
正確に行えなかったりする。このため、発振光周波数を
時間に対し直線的に変化するように掃引する必要があっ
た。
る発振光周波数を可変するレーザからの発振光周波数
は、発振光周波数を制御する電流や電圧あるいは温度に
対して非線形な変化をする。このように発振周波数が非
線形な変化をすると、通信品質が劣化したり、光計測が
正確に行えなかったりする。このため、発振光周波数を
時間に対し直線的に変化するように掃引する必要があっ
た。
【０００４】従来、発振光周波数を時間に対し直線的に
変化させる場合、発振光周波数を制御する電流や電圧あ
るいは温度を一定の割合で変化させるのではなく、見込
み制御等を行うことによって直線的に変化する光周波数
を実現していた。具体的には、あらかじめ調べておいた
発振光周波数の制御信号と発振光周波数の関係から、発
振光周波数が時間に対し直線的に変化するように制御信
号を制御するものであった。
変化させる場合、発振光周波数を制御する電流や電圧あ
るいは温度を一定の割合で変化させるのではなく、見込
み制御等を行うことによって直線的に変化する光周波数
を実現していた。具体的には、あらかじめ調べておいた
発振光周波数の制御信号と発振光周波数の関係から、発
振光周波数が時間に対し直線的に変化するように制御信
号を制御するものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来技術では、温度変動等の外乱や経時変化によって
発振光周波数の制御信号と発振光周波数の関係が変化す
るため、発振光周波数の変化の線形性が劣化するという
問題があった。
な従来技術では、温度変動等の外乱や経時変化によって
発振光周波数の制御信号と発振光周波数の関係が変化す
るため、発振光周波数の変化の線形性が劣化するという
問題があった。
【０００６】この発明はこのような従来技術の欠点を解
消し、発振光周波数の変化の線形性が優れた掃引光周波
数発生装置を提供することを目的とする。
消し、発振光周波数の変化の線形性が優れた掃引光周波
数発生装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、この発明は、一定の時間周期で光の周波数を掃引す
る可変波長レーザ１と、可変波長レーザ１の出力光が入
力され、第１の出力光と第２の出力光に分岐する光分岐
器３と、光分岐器３の第１の出力光が入力され、第１の
出力光を時間遅延する光遅延線路４と、光分岐器３の第
２の出力光と光遅延線路４の遅延光を合波する光合波器
５と、光合波器５により合波された第４の出力光をヘテ
ロダイン検波する光検出器６と、光検出器６で検波され
たヘテロダインビート周波数を検出する周波数分析器７
と、周波数分析器７で検出された前記ヘテロダインビー
ト周波数が一定となるように可変波長レーザ１を制御す
ることにより、掃引される光の周波数を時間に対し直線
的に変化させる光周波数可変駆動回路２とを備える。
め、この発明は、一定の時間周期で光の周波数を掃引す
る可変波長レーザ１と、可変波長レーザ１の出力光が入
力され、第１の出力光と第２の出力光に分岐する光分岐
器３と、光分岐器３の第１の出力光が入力され、第１の
出力光を時間遅延する光遅延線路４と、光分岐器３の第
２の出力光と光遅延線路４の遅延光を合波する光合波器
５と、光合波器５により合波された第４の出力光をヘテ
ロダイン検波する光検出器６と、光検出器６で検波され
たヘテロダインビート周波数を検出する周波数分析器７
と、周波数分析器７で検出された前記ヘテロダインビー
ト周波数が一定となるように可変波長レーザ１を制御す
ることにより、掃引される光の周波数を時間に対し直線
的に変化させる光周波数可変駆動回路２とを備える。
【０００８】また、この発明は、光分岐器３と光合波器
５の間に音響光学素子８を挿入し、ヘテロダインビート
周波数を高くすることにより、光検出器６、周波数分析
器などの１／ｆ雑音の影響を受け難くし、制御性を向上
する。
５の間に音響光学素子８を挿入し、ヘテロダインビート
周波数を高くすることにより、光検出器６、周波数分析
器などの１／ｆ雑音の影響を受け難くし、制御性を向上
する。
【０００９】また、この発明は、異なる長さの光遅延線
路１０を並列して複数用意し、複数のヘテロダインビー
ト周波数を検出することで検出精度を向上させる。
路１０を並列して複数用意し、複数のヘテロダインビー
ト周波数を検出することで検出精度を向上させる。
【００１０】
【作用】前述の構成によれば、可変波長レーザ１の発振
光周波数が一定時間周期で掃引された場合、光検出器６
で検波されるヘテロダインビート周波数は、遅延線路に
よって与えられた遅延時間に相当する可変波長レーザ１
の発振光周波数の変化量に一致する。ここで、光検出器
６で検波されるヘテロダイン検波のビート周波数が常に
一定であれば可変波長レーザ１の発振光周波数の変化量
も一定となるので、掃引される光の周波数が時間に対し
直線的に変化することとなる。したがって、光検出器６
で検波されるヘテロダイン検波のビート周波数が常に一
定となるように、周波数分析器７を介して可変波長レー
ザの光周波数可変駆動回路に帰還制御する。これによっ
て、掃引される光の周波数が時間に対し直線的に変化す
る掃引光周波数発生装置を実現できる。
光周波数が一定時間周期で掃引された場合、光検出器６
で検波されるヘテロダインビート周波数は、遅延線路に
よって与えられた遅延時間に相当する可変波長レーザ１
の発振光周波数の変化量に一致する。ここで、光検出器
６で検波されるヘテロダイン検波のビート周波数が常に
一定であれば可変波長レーザ１の発振光周波数の変化量
も一定となるので、掃引される光の周波数が時間に対し
直線的に変化することとなる。したがって、光検出器６
で検波されるヘテロダイン検波のビート周波数が常に一
定となるように、周波数分析器７を介して可変波長レー
ザの光周波数可変駆動回路に帰還制御する。これによっ
て、掃引される光の周波数が時間に対し直線的に変化す
る掃引光周波数発生装置を実現できる。
【００１１】
【実施例】以下、添付図面を参照してこの発明による掃
引光周波数発生装置の実施例を詳細に説明する。
引光周波数発生装置の実施例を詳細に説明する。
【００１２】図１は、この発明による掃引光周波数発生
装置の第１の実施例を示すブロック図である。図１にお
いて、１は可変波長レーザであり、光周波数可変駆動回
路２によって一定の時間周期で発振光周波数が掃引され
る。３は光分岐器であり、可変波長レーザ１の出力光を
分岐する。４は光遅延線路であり、光分岐器３で分岐さ
れた第１の出力光を遅延させる。５は光合波器であり、
光分岐器３で分岐された第２の出力光と光遅延線路４を
通過した遅延光を合波する。
装置の第１の実施例を示すブロック図である。図１にお
いて、１は可変波長レーザであり、光周波数可変駆動回
路２によって一定の時間周期で発振光周波数が掃引され
る。３は光分岐器であり、可変波長レーザ１の出力光を
分岐する。４は光遅延線路であり、光分岐器３で分岐さ
れた第１の出力光を遅延させる。５は光合波器であり、
光分岐器３で分岐された第２の出力光と光遅延線路４を
通過した遅延光を合波する。
【００１３】６は光検出器であり、光合波器５で合波さ
れた光をヘテロダイン検波する。７は周波数分析器であ
り、光検出器６で検波されたヘテロダインビート周波数
を検出するとともに、これを光周波数可変駆動回路２の
制御信号に変換して光周波数可変駆動回路２へ出力す
る。
れた光をヘテロダイン検波する。７は周波数分析器であ
り、光検出器６で検波されたヘテロダインビート周波数
を検出するとともに、これを光周波数可変駆動回路２の
制御信号に変換して光周波数可変駆動回路２へ出力す
る。
【００１４】図２は図１に示した第１の実施例における
動作を説明するための波形図である。すなわち、図２
（ａ）に可変波長レーザ１の発振光周波数と光遅延線路
４を透過した光の周波数の時間変化を、また、図２
（ｂ）に周波数分析器７で検出されるヘテロダインビー
ト周波数の時間変化を示した。
動作を説明するための波形図である。すなわち、図２
（ａ）に可変波長レーザ１の発振光周波数と光遅延線路
４を透過した光の周波数の時間変化を、また、図２
（ｂ）に周波数分析器７で検出されるヘテロダインビー
ト周波数の時間変化を示した。
【００１５】図２（ａ）に示された波形Ａのように可変
波長レーザ１の発振光周波数が掃引された場合、光遅延
線路４を透過した光の周波数は波形Ｂのように、遅延時
間分遅れて光周波数が変化してゆく。したがってヘテロ
ダインビート周波数は発振光周波数と遅延時間分遅れた
光周波数の差の絶対値となるので、その時間変化は図２
（ｂ）の実線で示した波形Ａとなる。
波長レーザ１の発振光周波数が掃引された場合、光遅延
線路４を透過した光の周波数は波形Ｂのように、遅延時
間分遅れて光周波数が変化してゆく。したがってヘテロ
ダインビート周波数は発振光周波数と遅延時間分遅れた
光周波数の差の絶対値となるので、その時間変化は図２
（ｂ）の実線で示した波形Ａとなる。
【００１６】一方、可変波長レーザ１の発振光周波数が
図２（ａ）の波形Ｃのように直線性よく変化した場合
は、光遅延線路４を透過した光の周波数も波形Ｄのよう
に直線性よく変化し、また変化率も等しくなる。したが
ってヘテロダインビート周波数は常に一定値となり図２
（ｂ）の点線で示した波形Ｂのようになる。ただし、発
振光周波数が元の周波数に一端戻る時間から遅延時間の
間は、発振光周波数と光遅延線路４を透過した光の周波
数は大きく異なるためヘテロダインビート周波数は大き
な値となる。
図２（ａ）の波形Ｃのように直線性よく変化した場合
は、光遅延線路４を透過した光の周波数も波形Ｄのよう
に直線性よく変化し、また変化率も等しくなる。したが
ってヘテロダインビート周波数は常に一定値となり図２
（ｂ）の点線で示した波形Ｂのようになる。ただし、発
振光周波数が元の周波数に一端戻る時間から遅延時間の
間は、発振光周波数と光遅延線路４を透過した光の周波
数は大きく異なるためヘテロダインビート周波数は大き
な値となる。
【００１７】ここで、周波数分析器７で検出されたヘテ
ロダインビート周波数が図２（ｂ）の波形Ａの場合、こ
の波形Ａは光周波数可変駆動回路２の制御信号に変換さ
れ、光周波数可変駆動回路２に帰還される。これによ
り、周波数分析器７で検出されたヘテロダインビート周
波数が図２（ｂ）の波形Ｂのように一定値となるよう
に、光周波数可変駆動回路２は可変波長レーザ１を制御
する。これによって、可変波長レーザ１は、発振光周波
数が図２（ａ）の波形Ｃのように直線性よく変化した光
周波数を出力する。
ロダインビート周波数が図２（ｂ）の波形Ａの場合、こ
の波形Ａは光周波数可変駆動回路２の制御信号に変換さ
れ、光周波数可変駆動回路２に帰還される。これによ
り、周波数分析器７で検出されたヘテロダインビート周
波数が図２（ｂ）の波形Ｂのように一定値となるよう
に、光周波数可変駆動回路２は可変波長レーザ１を制御
する。これによって、可変波長レーザ１は、発振光周波
数が図２（ａ）の波形Ｃのように直線性よく変化した光
周波数を出力する。
【００１８】ここで、発振光周波数の直線性を向上させ
るには、光遅延線路４を透過した光の周波数と光分岐器
３で分岐された光の周波数との差であるビート周波数を
できるだけ小さくすることが望ましく、遅延時間はでき
るだけ小さくした方がよい。しかし、図３に示すよう
に、光遅延線路４を透過した光の遅延時間を掃引の整数
倍の周期分追加した場合も同様な結果が得られるため、
遅延時間はビート周波数ができるだけ小さくなるように
設定すればよい。
るには、光遅延線路４を透過した光の周波数と光分岐器
３で分岐された光の周波数との差であるビート周波数を
できるだけ小さくすることが望ましく、遅延時間はでき
るだけ小さくした方がよい。しかし、図３に示すよう
に、光遅延線路４を透過した光の遅延時間を掃引の整数
倍の周期分追加した場合も同様な結果が得られるため、
遅延時間はビート周波数ができるだけ小さくなるように
設定すればよい。
【００１９】図４は、この発明による掃引光周波数発生
装置の第２の実施例を示すブロック図である。図４に示
す掃引光周波数発生装置は、第１の実施例における掃引
光周波数発生装置の遅延線路４と光合波器５の間に音響
光学素子８を挿入した構成をしている。音響光学素子８
は遅延線路４から出力される光の光周波数をドップラー
効果を用いて周波数シフトさせて光合波器５に入力する
働きをする。
装置の第２の実施例を示すブロック図である。図４に示
す掃引光周波数発生装置は、第１の実施例における掃引
光周波数発生装置の遅延線路４と光合波器５の間に音響
光学素子８を挿入した構成をしている。音響光学素子８
は遅延線路４から出力される光の光周波数をドップラー
効果を用いて周波数シフトさせて光合波器５に入力する
働きをする。
【００２０】図４の構成における動作を説明するために
図５（ａ）に可変波長レーザ１の発振光周波数と、光遅
延線路４を透過した光及び音響光学素子８を透過した光
の周波数の時間変化を示した。図５（ａ）に示された波
形Ａは可変波長レーザ１における発振光周波数の時間変
化を、波形Ｂは光遅延線路４の透過光における光周波数
の時間変化を、波形Ｃは音響光学素子８の透過光におけ
る光周波数の時間変化を表している。また、図５（ｂ）
に周波数分析器７で検出されるヘテロダインビート周波
数の時間変化を示した。図５（ｂ）に示された波形Ａは
第１の実施例におけるヘテロダインビート周波数の時間
変化を、波形Ｂは第２の実施例におけるヘテロダインビ
ート周波数の時間変化を表している。
図５（ａ）に可変波長レーザ１の発振光周波数と、光遅
延線路４を透過した光及び音響光学素子８を透過した光
の周波数の時間変化を示した。図５（ａ）に示された波
形Ａは可変波長レーザ１における発振光周波数の時間変
化を、波形Ｂは光遅延線路４の透過光における光周波数
の時間変化を、波形Ｃは音響光学素子８の透過光におけ
る光周波数の時間変化を表している。また、図５（ｂ）
に周波数分析器７で検出されるヘテロダインビート周波
数の時間変化を示した。図５（ｂ）に示された波形Ａは
第１の実施例におけるヘテロダインビート周波数の時間
変化を、波形Ｂは第２の実施例におけるヘテロダインビ
ート周波数の時間変化を表している。
【００２１】第２の実施例の特徴は雑音の影響を受けに
くいことにある。すなわち、周波数分析器７で検出され
るヘテロダインビート周波数は、光遅延線路４を透過し
た光の周波数と光分岐器３で分岐された光の周波数との
差に音響光学素子８による周波数シフト量が加えられ
る。このため、ヘテロダインビート周波数を大きくとる
ことができ、第１の実施例の掃引光周波数発生装置に比
べ、光検出器６、周波数分析器７等の１／ｆ雑音の影響
を受けにくくすることができる。
くいことにある。すなわち、周波数分析器７で検出され
るヘテロダインビート周波数は、光遅延線路４を透過し
た光の周波数と光分岐器３で分岐された光の周波数との
差に音響光学素子８による周波数シフト量が加えられ
る。このため、ヘテロダインビート周波数を大きくとる
ことができ、第１の実施例の掃引光周波数発生装置に比
べ、光検出器６、周波数分析器７等の１／ｆ雑音の影響
を受けにくくすることができる。
【００２２】なお、図４では音響光学素子８を光遅延線
路４の後方に配置したが、音響光学素子８は光分岐器３
と光合波器５の間であればいずれに配置してもよい。
路４の後方に配置したが、音響光学素子８は光分岐器３
と光合波器５の間であればいずれに配置してもよい。
【００２３】図６は、この発明による掃引光周波数発生
装置の第３の実施例を示すブロック図である。図６に示
す掃引光周波数発生装置は、第１の実施例の掃引光周波
数発生装置に光分岐器９と光遅延線路１０および光合波
器１１を付加したものである。すなわち、第３の実施例
では、第１の実施例における光分岐器３の第１の出力光
をさらに光分岐器９で分岐した分岐光が、遅延時間の異
なる並列接続された光遅延線路４と光遅延線路１０とに
入力され、光合波器１１によって光遅延線路４と光遅延
線路１０の出力とが合波され、光合波器５で光合波器１
１の遅延光と光分岐器３の第２の出力光とが合波される
構成となっている。これによって、周波数分析器７では
異なる３つのヘテロダインビート周波数が検出される。
このため、検出精度が向上し、掃引の直線性が向上す
る。
装置の第３の実施例を示すブロック図である。図６に示
す掃引光周波数発生装置は、第１の実施例の掃引光周波
数発生装置に光分岐器９と光遅延線路１０および光合波
器１１を付加したものである。すなわち、第３の実施例
では、第１の実施例における光分岐器３の第１の出力光
をさらに光分岐器９で分岐した分岐光が、遅延時間の異
なる並列接続された光遅延線路４と光遅延線路１０とに
入力され、光合波器１１によって光遅延線路４と光遅延
線路１０の出力とが合波され、光合波器５で光合波器１
１の遅延光と光分岐器３の第２の出力光とが合波される
構成となっている。これによって、周波数分析器７では
異なる３つのヘテロダインビート周波数が検出される。
このため、検出精度が向上し、掃引の直線性が向上す
る。
【００２４】なお、光分岐器９と光遅延線路１０は光分
岐器３の第２の分岐出力に挿入して光合波器５に接続し
てもよい。また、光分岐器３の分岐数を増やせば光分岐
器９を用いなくてもよい。さらに、分岐数を増やし、光
学的長さの異なる光遅延線路の数を増やしてもよい。
岐器３の第２の分岐出力に挿入して光合波器５に接続し
てもよい。また、光分岐器３の分岐数を増やせば光分岐
器９を用いなくてもよい。さらに、分岐数を増やし、光
学的長さの異なる光遅延線路の数を増やしてもよい。
【００２５】また、第１の実施例、第２の実施例及び第
３実施例において、可変波長レーザ１として、例えば波
長可変分布帰還型半導体レーザや波長可変分布反射型半
導体レーザ、温度制御による波長可変分布反射型半導体
レーザ、温度制御による波長可変分布帰還型半導体レー
ザ、外部共振器型半導体レーザ、希土類添加ファイバリ
ングレーザ等を用いることができる。また、外部への光
の取り出し方は可変波長レーザ１直接だけでなく光合波
器５より前段で光分岐器等で光を分岐して取り出しても
よい。
３実施例において、可変波長レーザ１として、例えば波
長可変分布帰還型半導体レーザや波長可変分布反射型半
導体レーザ、温度制御による波長可変分布反射型半導体
レーザ、温度制御による波長可変分布帰還型半導体レー
ザ、外部共振器型半導体レーザ、希土類添加ファイバリ
ングレーザ等を用いることができる。また、外部への光
の取り出し方は可変波長レーザ１直接だけでなく光合波
器５より前段で光分岐器等で光を分岐して取り出しても
よい。
【００２６】
【発明の効果】この発明は、温度変動等の外乱や経時変
化によって発振光周波数の制御信号と発振光周波数の関
係が変化するため、発振光周波数の変化の線形性が劣化
するという問題を受けず、掃引される光の周波数が時間
に対し直線的に変化するという効果が得られる。
化によって発振光周波数の制御信号と発振光周波数の関
係が変化するため、発振光周波数の変化の線形性が劣化
するという問題を受けず、掃引される光の周波数が時間
に対し直線的に変化するという効果が得られる。
【図１】この発明の第１の実施例の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図２】図１の動作を説明する波形図である。
【図３】図２の光周波数と時間変化との関係を示す波形
図である。
図である。
【図４】この発明の第２の実施例の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図５】図４の動作を説明する波形図である。
【図６】この発明の第３の実施例の構成を示すブロック
図である。
図である。
１ 可変波長レーザ ２ 光周波数可変駆動回路 ３ 光分岐器 ４ 光線路 ５ 光合波器 ６ 光検出器 ７ 周波数分析器 ８ 音響光学素子 ９ 光分岐器 １０ 光線路 １１ 光合波器
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年６月２９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 掃引光周波数発生装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光通信、光情報処
理、光計測等の分野において、光周波数の掃引に係わ
り、光周波数が時間に対し直線的に変化する掃引光周波
数発生装置に関する。
理、光計測等の分野において、光周波数の掃引に係わ
り、光周波数が時間に対し直線的に変化する掃引光周波
数発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信や光計測等の分野において、レー
ザ等の発振光周波数を掃引する掃引光周波数発生装置の
技術開発が行われている。
ザ等の発振光周波数を掃引する掃引光周波数発生装置の
技術開発が行われている。
【０００３】一般に、可変波長半導体レーザに代表され
る発振光周波数を可変するレーザからの発振光周波数
は、発振光周波数を制御する電流や電圧あるいは温度に
対して非線形な変化をする。このように発振周波数が非
線形な変化をすると、通信品質が劣化したり、光計測が
正確に行えなかったりする。このため、発振光周波数を
時間に対し直線的に変化するように掃引する必要があっ
た。
る発振光周波数を可変するレーザからの発振光周波数
は、発振光周波数を制御する電流や電圧あるいは温度に
対して非線形な変化をする。このように発振周波数が非
線形な変化をすると、通信品質が劣化したり、光計測が
正確に行えなかったりする。このため、発振光周波数を
時間に対し直線的に変化するように掃引する必要があっ
た。
【０００４】従来、発振光周波数を時間に対し直線的に
変化させる場合、発振光周波数を制御する電流や電圧あ
るいは温度を一定の割合で変化させるのではなく、見込
み制御等を行うことによって直線的に変化する光周波数
を実現していた。具体的には、あらかじめ調べておいた
発振光周波数の制御信号と発振光周波数の関係から、発
振光周波数が時間に対し直線的に変化するように制御信
号を制御するものであった。
変化させる場合、発振光周波数を制御する電流や電圧あ
るいは温度を一定の割合で変化させるのではなく、見込
み制御等を行うことによって直線的に変化する光周波数
を実現していた。具体的には、あらかじめ調べておいた
発振光周波数の制御信号と発振光周波数の関係から、発
振光周波数が時間に対し直線的に変化するように制御信
号を制御するものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来技術では、温度変動等の外乱や経時変化によって
発振光周波数の制御信号と発振光周波数の関係が変化す
るため、発振光周波数の変化の線形性が劣化するという
問題があった。
な従来技術では、温度変動等の外乱や経時変化によって
発振光周波数の制御信号と発振光周波数の関係が変化す
るため、発振光周波数の変化の線形性が劣化するという
問題があった。
【０００６】この発明はこのような従来技術の欠点を解
消し、発振光周波数の変化の線形性が優れた掃引光周波
数発生装置を提供することを目的とする。
消し、発振光周波数の変化の線形性が優れた掃引光周波
数発生装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、この発明は、一定の時間周期で光の周波数を掃引す
る可変波長レーザ１と、可変波長レーザ１の出力光が入
力され、第１の出力光と第２の出力光に分岐する光分岐
器３と、光分岐器３の第１の出力光が入力され、第１の
出力光を時間遅延する光遅延線路４と、光分岐器３の第
２の出力光と光遅延線路４の遅延光を合波する光合波器
５と、光合波器５により合波された第４の出力光をヘテ
ロダイン検波する光検出器６と、光検出器６で検波され
たヘテロダインビート周波数を検出する周波数分析器７
と、周波数分析器７で検出された前記ヘテロダインビー
ト周波数が一定となるように可変波長レーザ１を制御す
ることにより、掃引される光の周波数を時間に対し直線
的に変化させる光周波数可変駆動回路２とを備える。
め、この発明は、一定の時間周期で光の周波数を掃引す
る可変波長レーザ１と、可変波長レーザ１の出力光が入
力され、第１の出力光と第２の出力光に分岐する光分岐
器３と、光分岐器３の第１の出力光が入力され、第１の
出力光を時間遅延する光遅延線路４と、光分岐器３の第
２の出力光と光遅延線路４の遅延光を合波する光合波器
５と、光合波器５により合波された第４の出力光をヘテ
ロダイン検波する光検出器６と、光検出器６で検波され
たヘテロダインビート周波数を検出する周波数分析器７
と、周波数分析器７で検出された前記ヘテロダインビー
ト周波数が一定となるように可変波長レーザ１を制御す
ることにより、掃引される光の周波数を時間に対し直線
的に変化させる光周波数可変駆動回路２とを備える。
【０００８】また、この発明は、光分岐器３と光合波器
５の間に音響光学素子８を挿入し、ヘテロダインビート
周波数を高くすることにより、光検出器６、周波数分析
器などの１／ｆ雑音の影響を受け難くし、制御性を向上
する。
５の間に音響光学素子８を挿入し、ヘテロダインビート
周波数を高くすることにより、光検出器６、周波数分析
器などの１／ｆ雑音の影響を受け難くし、制御性を向上
する。
【０００９】また、この発明は、異なる長さの光遅延線
路１０を並列して複数用意し、複数のヘテロダインビー
ト周波数を検出することで検出精度を向上させる。
路１０を並列して複数用意し、複数のヘテロダインビー
ト周波数を検出することで検出精度を向上させる。
【００１０】
【作用】前述の構成によれば、可変波長レーザ１の発振
光周波数が一定時間周期で掃引された場合、光検出器６
で検波されるヘテロダインビート周波数は、遅延線路に
よって与えられた遅延時間に相当する可変波長レーザ１
の発振光周波数の変化量に一致する。ここで、光検出器
６で検波されるヘテロダイン検波のビート周波数が常に
一定であれば可変波長レーザ１の発振光周波数の変化量
も一定となるので、掃引される光の周波数が時間に対し
直線的に変化することとなる。したがって、光検出器６
で検波されるヘテロダイン検波のビート周波数が常に一
定となるように、周波数分析器７を介して可変波長レー
ザの光周波数可変駆動回路に帰還制御する。これによっ
て、掃引される光の周波数が時間に対し直線的に変化す
る掃引光周波数発生装置を実現できる。
光周波数が一定時間周期で掃引された場合、光検出器６
で検波されるヘテロダインビート周波数は、遅延線路に
よって与えられた遅延時間に相当する可変波長レーザ１
の発振光周波数の変化量に一致する。ここで、光検出器
６で検波されるヘテロダイン検波のビート周波数が常に
一定であれば可変波長レーザ１の発振光周波数の変化量
も一定となるので、掃引される光の周波数が時間に対し
直線的に変化することとなる。したがって、光検出器６
で検波されるヘテロダイン検波のビート周波数が常に一
定となるように、周波数分析器７を介して可変波長レー
ザの光周波数可変駆動回路に帰還制御する。これによっ
て、掃引される光の周波数が時間に対し直線的に変化す
る掃引光周波数発生装置を実現できる。
【００１１】
【実施例】以下、添付図面を参照してこの発明による掃
引光周波数発生装置の実施例を詳細に説明する。
引光周波数発生装置の実施例を詳細に説明する。
【００１２】図１は、この発明による掃引光周波数発生
装置の第１の実施例を示すブロック図である。図１にお
いて、１は可変波長レーザであり、光周波数可変駆動回
路２によって一定の時間周期で発振光周波数が掃引され
る。３は光分岐器であり、可変波長レーザ１の出力光を
分岐する。４は光遅延線路であり、光分岐器３で分岐さ
れた第１の出力光を遅延させる。５は光合波器であり、
光分岐器３で分岐された第２の出力光と光遅延線路４を
通過した遅延光を合波する。
装置の第１の実施例を示すブロック図である。図１にお
いて、１は可変波長レーザであり、光周波数可変駆動回
路２によって一定の時間周期で発振光周波数が掃引され
る。３は光分岐器であり、可変波長レーザ１の出力光を
分岐する。４は光遅延線路であり、光分岐器３で分岐さ
れた第１の出力光を遅延させる。５は光合波器であり、
光分岐器３で分岐された第２の出力光と光遅延線路４を
通過した遅延光を合波する。
【００１３】６は光検出器であり、光合波器５で合波さ
れた光をヘテロダイン検波する。７は周波数分析器であ
り、光検出器６で検波されたヘテロダインビート周波数
を検出するとともに、これを光周波数可変駆動回路２の
制御信号に変換して光周波数可変駆動回路２へ出力す
る。
れた光をヘテロダイン検波する。７は周波数分析器であ
り、光検出器６で検波されたヘテロダインビート周波数
を検出するとともに、これを光周波数可変駆動回路２の
制御信号に変換して光周波数可変駆動回路２へ出力す
る。
【００１４】次に、図１の周波数分析器７と光周波数可
変駆動回路２および可変波長レーザ１の構成例を図７に
示す。図７の１Ａは多電極ＤＦＢレーザ、２は光周波数
可変駆動回路、７Ａは周波数−電圧変換器（以下、Ｆ−
Ｖコンバータという。）である。すなわち図１の光周波
数可変駆動回路２はファンクションジェネレータ２ａと
電圧電流変換回路２ｂと定電流回路２ｃを備え、可変波
長レーザ１は多電極ＤＦＢレーザ１Ａを用い、周波数分
析器７はＦ−Ｖコンバータ７Ａを用いている。
変駆動回路２および可変波長レーザ１の構成例を図７に
示す。図７の１Ａは多電極ＤＦＢレーザ、２は光周波数
可変駆動回路、７Ａは周波数−電圧変換器（以下、Ｆ−
Ｖコンバータという。）である。すなわち図１の光周波
数可変駆動回路２はファンクションジェネレータ２ａと
電圧電流変換回路２ｂと定電流回路２ｃを備え、可変波
長レーザ１は多電極ＤＦＢレーザ１Ａを用い、周波数分
析器７はＦ−Ｖコンバータ７Ａを用いている。
【００１５】周波数分析器７のＦ−Ｖコンバータ７Ａが
光検出器６の出力のヘテロダインビート周波数を電圧信
号に変換し、光周波数可変駆動回路２へ出力する。光周
波数可変駆動回路２のファンクションジェネレータ２ａ
は、のこぎり波状の電圧信号を発生し、その出力とＦ−
Ｖコンバータ７Ａの出力を足し合わせて、電圧電流変換
回路２ｂへ入力する。足し合わされた電圧信号は電圧電
流変換回路２ｂによって電流に変換され、多電極ＤＦＢ
レーザ１Ａの光周波数可変用の電極側に出力する。
光検出器６の出力のヘテロダインビート周波数を電圧信
号に変換し、光周波数可変駆動回路２へ出力する。光周
波数可変駆動回路２のファンクションジェネレータ２ａ
は、のこぎり波状の電圧信号を発生し、その出力とＦ−
Ｖコンバータ７Ａの出力を足し合わせて、電圧電流変換
回路２ｂへ入力する。足し合わされた電圧信号は電圧電
流変換回路２ｂによって電流に変換され、多電極ＤＦＢ
レーザ１Ａの光周波数可変用の電極側に出力する。
【００１６】さらに、光周波数可変駆動回路２の定電流
回路２ｃから一定電流形電極ＤＦＢレーザ１Ａ「の駆動
用の電極側に出力する。これによって、多電極ＤＦＢレ
ーザ１Ａは定電流回路２ｃからの一定電流によってレー
ザ発振動作をする。また、ファンクションジェネレータ
２ａののこぎり波状の電圧信号に基づいて、光周波数可
変用の電極側の電流が変化し、光周波数が掃引される。
さらに、Ｆ−Ｖコンバータ７Ａの出力に基づいて、光周
波数可変用の電極側の電流が制御され、光周波数の掃引
が時間に対し直線的に変化する。
回路２ｃから一定電流形電極ＤＦＢレーザ１Ａ「の駆動
用の電極側に出力する。これによって、多電極ＤＦＢレ
ーザ１Ａは定電流回路２ｃからの一定電流によってレー
ザ発振動作をする。また、ファンクションジェネレータ
２ａののこぎり波状の電圧信号に基づいて、光周波数可
変用の電極側の電流が変化し、光周波数が掃引される。
さらに、Ｆ−Ｖコンバータ７Ａの出力に基づいて、光周
波数可変用の電極側の電流が制御され、光周波数の掃引
が時間に対し直線的に変化する。
【００１７】図２は図１に示した第１の実施例における
動作を説明するための波形図である。すなわち、図２
（ａ）に可変波長レーザ１の発振光周波数と光遅延線路
４を透過した光の周波数の時間変化を、また、図２
（ｂ）に周波数分析器７で検出されるヘテロダインビー
ト周波数の時間変化を示した。
動作を説明するための波形図である。すなわち、図２
（ａ）に可変波長レーザ１の発振光周波数と光遅延線路
４を透過した光の周波数の時間変化を、また、図２
（ｂ）に周波数分析器７で検出されるヘテロダインビー
ト周波数の時間変化を示した。
【００１８】図２（ａ）の時間ｔ１・ｔ２およびｔ４
で、波形Ａと波形Ｃに示す発振光周波数は最大周波数か
ら最小周波数に急激に変化しており、時間ｔ１と時間ｔ
３の間に最小周波数から最大周波数に徐々に増加され
る。波形Ｂと波形Ｄに示す遅延ビームは、時間ｔ２で光
周波数が急激に変化している。これにより、光遅延線４
の遅延時間は時間ｔ１・ｔ２の間である。なお、時間ｔ
３・ｔ４の時間は掃引周期と呼ばれる。
で、波形Ａと波形Ｃに示す発振光周波数は最大周波数か
ら最小周波数に急激に変化しており、時間ｔ１と時間ｔ
３の間に最小周波数から最大周波数に徐々に増加され
る。波形Ｂと波形Ｄに示す遅延ビームは、時間ｔ２で光
周波数が急激に変化している。これにより、光遅延線４
の遅延時間は時間ｔ１・ｔ２の間である。なお、時間ｔ
３・ｔ４の時間は掃引周期と呼ばれる。
【００１９】時間ｔ２とｔ３の間または他の周期の同様
や時間において、可変波長レーザ１の発振光周波数と遅
延線路４を透過した光の周波数は、一定の比率で徐々に
増加し、その周波数間隔も一定である。しかし、遅延時
間に相当するｔ１とｔ２の間または他の周期の同様な時
間は、可変波長レーザ１の発振周波数と遅延線路４を透
過した光の光周波数との周波数間隔が急激に増加する。
したがって、図２（Ｂ）のＨａ波形およびＨｂ波形で示
すように、ヘテロダインビート周波数は、可変波長レー
ザ１の発振周波数と遅延線路４を透過した光の光周波数
との差の周波数になる。
や時間において、可変波長レーザ１の発振光周波数と遅
延線路４を透過した光の周波数は、一定の比率で徐々に
増加し、その周波数間隔も一定である。しかし、遅延時
間に相当するｔ１とｔ２の間または他の周期の同様な時
間は、可変波長レーザ１の発振周波数と遅延線路４を透
過した光の光周波数との周波数間隔が急激に増加する。
したがって、図２（Ｂ）のＨａ波形およびＨｂ波形で示
すように、ヘテロダインビート周波数は、可変波長レー
ザ１の発振周波数と遅延線路４を透過した光の光周波数
との差の周波数になる。
【００２０】図２（ａ）に示された波形Ａのように可変
波長レーザ１の発振光周波数が掃引された場合、光遅延
線路４を透過した光の周波数は波形Ｂのように、遅延時
間分遅れて光周波数が変化してゆく。したがってヘテロ
ダインビート周波数は発振光周波数と遅延時間分遅れた
光周波数の差の絶対値となるので、その時間変化は図２
（ｂ）の実線で示した波形Ｈａとなる。
波長レーザ１の発振光周波数が掃引された場合、光遅延
線路４を透過した光の周波数は波形Ｂのように、遅延時
間分遅れて光周波数が変化してゆく。したがってヘテロ
ダインビート周波数は発振光周波数と遅延時間分遅れた
光周波数の差の絶対値となるので、その時間変化は図２
（ｂ）の実線で示した波形Ｈａとなる。
【００２１】一方、可変波長レーザ１の発振光周波数が
図２（ａ）の波形Ｃのように直線性よく変化した場合
は、光遅延線路４を透過した光の周波数も波形Ｄのよう
に直線性よく変化し、また変化率も等しくなる。したが
ってヘテロダインビート周波数は常に一定値となり図２
（ｂ）の点線で示した波形Ｈｂのようになる。ただし、
発振光周波数が元の周波数に一端戻る時間から遅延時間
の間は、発振光周波数と光遅延線路４を透過した光の周
波数は大きく異なるためヘテロダインビート周波数は大
きな値となる。
図２（ａ）の波形Ｃのように直線性よく変化した場合
は、光遅延線路４を透過した光の周波数も波形Ｄのよう
に直線性よく変化し、また変化率も等しくなる。したが
ってヘテロダインビート周波数は常に一定値となり図２
（ｂ）の点線で示した波形Ｈｂのようになる。ただし、
発振光周波数が元の周波数に一端戻る時間から遅延時間
の間は、発振光周波数と光遅延線路４を透過した光の周
波数は大きく異なるためヘテロダインビート周波数は大
きな値となる。
【００２２】ここで、周波数分析器７で検出されたヘテ
ロダインビート周波数が図２（ｂ）の波形Ｈａの場合、
この波形Ｈａは光周波数可変駆動回路２の制御信号に変
換され、光周波数可変駆動回路２に帰還される。これに
より、周波数分析器７で検出されたヘテロダインビート
周波数が図２（ｂ）の波形Ｈｂのように一定値となるよ
うに、光周波数可変駆動回路２は可変波長レーザ１を制
御する。これによって、可変波長レーザ１は、発振光周
波数が図２（ａ）の波形Ｃのように直線性よく変化した
光周波数を出力する。
ロダインビート周波数が図２（ｂ）の波形Ｈａの場合、
この波形Ｈａは光周波数可変駆動回路２の制御信号に変
換され、光周波数可変駆動回路２に帰還される。これに
より、周波数分析器７で検出されたヘテロダインビート
周波数が図２（ｂ）の波形Ｈｂのように一定値となるよ
うに、光周波数可変駆動回路２は可変波長レーザ１を制
御する。これによって、可変波長レーザ１は、発振光周
波数が図２（ａ）の波形Ｃのように直線性よく変化した
光周波数を出力する。
【００２３】ここで、発振光周波数の直線性を向上させ
るには、光遅延線路４を透過した光の周波数と光分岐器
３で分岐された光の周波数との差であるビート周波数を
できるだけ小さくすることが望ましい。ビート周波数を
小さくする方法は、図３に示すように、遅延時間を掃引
の周期の整数倍に近づけることによって実現できる。
るには、光遅延線路４を透過した光の周波数と光分岐器
３で分岐された光の周波数との差であるビート周波数を
できるだけ小さくすることが望ましい。ビート周波数を
小さくする方法は、図３に示すように、遅延時間を掃引
の周期の整数倍に近づけることによって実現できる。
【００２４】図４は、この発明による掃引光周波数発生
装置の第２の実施例を示すブロック図である。図４に示
す掃引光周波数発生装置は、第１の実施例における掃引
光周波数発生装置の遅延線路４と光合波器５の間に音響
光学素子８を挿入した構成をしている。音響光学素子８
は遅延線路４から出力される光の光周波数をドップラー
効果を用いて周波数シフトさせて光合波器５に入力する
働きをする。
装置の第２の実施例を示すブロック図である。図４に示
す掃引光周波数発生装置は、第１の実施例における掃引
光周波数発生装置の遅延線路４と光合波器５の間に音響
光学素子８を挿入した構成をしている。音響光学素子８
は遅延線路４から出力される光の光周波数をドップラー
効果を用いて周波数シフトさせて光合波器５に入力する
働きをする。
【００２５】図４の構成における動作を説明するために
図５（ａ）に可変波長レーザ１の発振光周波数と、光遅
延線路４を透過した光及び音響光学素子８を透過した光
の周波数の時間変化を示した。図５（ａ）に示された波
形Ｆａは可変波長レーザ１における発振光周波数の時間
変化を、波形Ｆｂは光遅延線路４の透過光における光周
波数の時間変化を、波形Ｆｃは音響光学素子８の透過光
における光周波数の時間変化を表している。また、図５
（ｂ）に周波数分析器７で検出されるヘテロダインビー
ト周波数の時間変化を示した。図５（ｂ）に示された波
形Ｈ１は第１の実施例におけるヘテロダインビート周波
数の時間変化を、波形Ｈ２は第２の実施例におけるヘテ
ロダインビート周波数の時間変化を表している。
図５（ａ）に可変波長レーザ１の発振光周波数と、光遅
延線路４を透過した光及び音響光学素子８を透過した光
の周波数の時間変化を示した。図５（ａ）に示された波
形Ｆａは可変波長レーザ１における発振光周波数の時間
変化を、波形Ｆｂは光遅延線路４の透過光における光周
波数の時間変化を、波形Ｆｃは音響光学素子８の透過光
における光周波数の時間変化を表している。また、図５
（ｂ）に周波数分析器７で検出されるヘテロダインビー
ト周波数の時間変化を示した。図５（ｂ）に示された波
形Ｈ１は第１の実施例におけるヘテロダインビート周波
数の時間変化を、波形Ｈ２は第２の実施例におけるヘテ
ロダインビート周波数の時間変化を表している。
【００２６】第２の実施例では、周波数分析器７により
検出されるヘテロダインビート周波数は、図５（ａ）の
波形Ｆａに示す発振光周波数と波形Ｆｃに示すシフト光
の光周波数との差の絶対値に対応する。図５Ａにおける
シフト量Ｓｆにより、それらの差が第１の実施例に比べ
て大きくなる。そのため、図５（ｂ）の波形Ｈ２に示す
第２の実施例のヘテロダインビート周波数は波形Ｈ１に
示す第１の実施例よりもシフト量Ｓｈ分大きい。これに
より、第２の実施例の掃引光周波数発生装置はノイズの
影響を受けにくくなる。その増加したヘテロダインビー
ト周波数により、第１の実施例に比べて、第２の実施例
の回路要素、例えば光検出器６や周波数分析器７は１／
ｆノイズの影響を受けにくくなる。
検出されるヘテロダインビート周波数は、図５（ａ）の
波形Ｆａに示す発振光周波数と波形Ｆｃに示すシフト光
の光周波数との差の絶対値に対応する。図５Ａにおける
シフト量Ｓｆにより、それらの差が第１の実施例に比べ
て大きくなる。そのため、図５（ｂ）の波形Ｈ２に示す
第２の実施例のヘテロダインビート周波数は波形Ｈ１に
示す第１の実施例よりもシフト量Ｓｈ分大きい。これに
より、第２の実施例の掃引光周波数発生装置はノイズの
影響を受けにくくなる。その増加したヘテロダインビー
ト周波数により、第１の実施例に比べて、第２の実施例
の回路要素、例えば光検出器６や周波数分析器７は１／
ｆノイズの影響を受けにくくなる。
【００２７】なお、図４では音響光学素子８を光遅延線
路４の後方に配置したが、音響光学素子８は光遅延線路
４の前後のいずれに設けてもよい。
路４の後方に配置したが、音響光学素子８は光遅延線路
４の前後のいずれに設けてもよい。
【００２８】図６は、この発明による掃引光周波数発生
装置の第３の実施例を示すブロック図である。図６に示
す掃引光周波数発生装置は、第１の実施例の掃引光周波
数発生装置に光分岐器９と光遅延線路１０および光合波
器１１を付加したものである。すなわち、第３の実施例
では、第１の実施例における光分岐器３の第１の出力光
をさらに光分岐器９で分岐した分岐光が、遅延時間の異
なる並列接続された光遅延線路４と光遅延線路１０とに
入力され、光合波器１１によって光遅延線路４と光遅延
線路１０の出力とが合波され、光合波器５で光合波器１
１の遅延光と光分岐器３の第２の出力光とが合波される
構成となっている。これによって、周波数分析器７では
異なる３つのヘテロダインビート周波数が検出される。
装置の第３の実施例を示すブロック図である。図６に示
す掃引光周波数発生装置は、第１の実施例の掃引光周波
数発生装置に光分岐器９と光遅延線路１０および光合波
器１１を付加したものである。すなわち、第３の実施例
では、第１の実施例における光分岐器３の第１の出力光
をさらに光分岐器９で分岐した分岐光が、遅延時間の異
なる並列接続された光遅延線路４と光遅延線路１０とに
入力され、光合波器１１によって光遅延線路４と光遅延
線路１０の出力とが合波され、光合波器５で光合波器１
１の遅延光と光分岐器３の第２の出力光とが合波される
構成となっている。これによって、周波数分析器７では
異なる３つのヘテロダインビート周波数が検出される。
【００２９】その異なる３つのヘテロダインビート周波
数がそれぞれ一定となるように、光周波数可変駆動回路
２の制御信号に変換して光周波数可変駆動回路２へ出力
する。したがって、第１および第２の実施例に示すよう
に、ヘテロダインビート周波数が１つの場合、光検出器
６、周波数分析器７等の雑音およびヘテロダインビート
周波数の読み取り誤差が周波数分析器７の制御信号に付
加されて、光周波数可変駆動回路２に直接伝わるのに対
し、ヘテロダインビート周波数が複数の場合、雑音およ
びヘテロダインビート周波数の読み取り誤差の平均をと
ることによって、周波数分析器７の制御信号の精度が向
上し、掃引の直線性が向上する。
数がそれぞれ一定となるように、光周波数可変駆動回路
２の制御信号に変換して光周波数可変駆動回路２へ出力
する。したがって、第１および第２の実施例に示すよう
に、ヘテロダインビート周波数が１つの場合、光検出器
６、周波数分析器７等の雑音およびヘテロダインビート
周波数の読み取り誤差が周波数分析器７の制御信号に付
加されて、光周波数可変駆動回路２に直接伝わるのに対
し、ヘテロダインビート周波数が複数の場合、雑音およ
びヘテロダインビート周波数の読み取り誤差の平均をと
ることによって、周波数分析器７の制御信号の精度が向
上し、掃引の直線性が向上する。
【００３０】なお、図８に示すように、光分岐器３の第
２の分岐出力と光分岐器５の間に光分岐器９と光遅延線
路１０を接続してもよい。また、光分岐器３の分岐数を
増やせば光分岐器９を用いなくてもよい。さらに、分岐
数を増やし、光学的長さの異なる光遅延線路の数を増や
してもよい。
２の分岐出力と光分岐器５の間に光分岐器９と光遅延線
路１０を接続してもよい。また、光分岐器３の分岐数を
増やせば光分岐器９を用いなくてもよい。さらに、分岐
数を増やし、光学的長さの異なる光遅延線路の数を増や
してもよい。
【００３１】また、第１の実施例、第２の実施例及び第
３実施例において、可変波長レーザ１として、例えば波
長可変分布帰還型半導体レーザや波長可変分布反射型半
導体レーザ、温度制御による波長可変分布反射型半導体
レーザ、温度制御による波長可変分布帰還型半導体レー
ザ、外部共振器型半導体レーザ、希土類添加ファイバリ
ングレーザ等を用いることができる。また、外部への光
の取り出し方は可変波長レーザ１直接だけでなく光合波
器５より前段で光分岐器等で光を分岐して取り出しても
よい。
３実施例において、可変波長レーザ１として、例えば波
長可変分布帰還型半導体レーザや波長可変分布反射型半
導体レーザ、温度制御による波長可変分布反射型半導体
レーザ、温度制御による波長可変分布帰還型半導体レー
ザ、外部共振器型半導体レーザ、希土類添加ファイバリ
ングレーザ等を用いることができる。また、外部への光
の取り出し方は可変波長レーザ１直接だけでなく光合波
器５より前段で光分岐器等で光を分岐して取り出しても
よい。
【００３２】
【発明の効果】この発明は、温度変動等の外乱や経時変
化によって発振光周波数の制御信号と発振光周波数の関
係が変化するため、発振光周波数の変化の線形性が劣化
するという問題を受けず、掃引される光の周波数が時間
に対し直線的に変化するという効果が得られる。
化によって発振光周波数の制御信号と発振光周波数の関
係が変化するため、発振光周波数の変化の線形性が劣化
するという問題を受けず、掃引される光の周波数が時間
に対し直線的に変化するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図２】図１の動作を説明する波形図である。
【図３】図２の光周波数と時間変化との関係を示す波形
図である。
図である。
【図４】この発明の第２の実施例の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図５】図４の動作を説明する波形図である。
【図６】この発明の第３の実施例の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図７】図１の周波数分析器７と光周波数可変駆動回路
２および可変波長レーザ１の構成例である。
２および可変波長レーザ１の構成例である。
【図８】この発明によるその他の構成を示すブロック図
である。
である。
【符号の説明】 １ 可変波長レーザ ２ 光周波数可変駆動回路 ３ 光分岐器 ４ 光線路 ５ 光合波器 ６ 光検出器 ７ 周波数分析器 ８ 音響光学素子 ９ 光分岐器 １０ 光線路 １１ 光合波器
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】追加
【補正内容】
【図７】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】追加
【補正内容】
【図８】
Claims (3)
- 【請求項１】 一定の時間周期で光の周波数を掃引する
可変波長レーザ(1)と、 可変波長レーザ(1) の出力光が入力され、第１の出力光
と第２の出力光に分岐する光分岐器(3) と、 光分岐器(3) の第１の出力光が入力され、第１の出力光
を時間遅延する第１の光遅延線路(4) と、 光分岐器(3) の第２の出力光と第１の光遅延線路(4) の
遅延光を合波する光合波器(5) と、 光合波器(5) により合波された第４の出力光をヘテロダ
イン検波する光検出器(6) と、 光検出器(6) で検波されたヘテロダインビート周波数を
検出する周波数分析器(7) と、 周波数分析器(7) で検出された前記ヘテロダインビート
周波数が一定となるように可変波長レーザ(1) を制御す
ることにより、掃引される光の周波数を時間に対し直線
的に変化させる光周波数可変駆動回路(2) とを備えるこ
とを特徴とする掃引光周波数発生装置。 - 【請求項２】 光分岐器(3) と光合波器(5) の間に音響
光学素子(8) を挿入し、ヘテロダインビート周波数を高
くすることを特徴とする請求項１記載の掃引光周波数発
生装置。 - 【請求項３】 異なる長さの第２の光遅延線路(10)が並
列して複数用意され、複数のヘテロダインビート周波数
を検出することを特徴とする請求項１及び請求項２いず
れかに記載の掃引光周波数発生装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6085630A JPH07270841A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 掃引光周波数発生装置 |
| US08/412,990 US5548402A (en) | 1994-03-31 | 1995-03-29 | Optical sweep signal generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6085630A JPH07270841A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 掃引光周波数発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07270841A true JPH07270841A (ja) | 1995-10-20 |
Family
ID=13864163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6085630A Pending JPH07270841A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 掃引光周波数発生装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5548402A (ja) |
| JP (1) | JPH07270841A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08210944A (ja) * | 1995-02-02 | 1996-08-20 | Yokogawa Electric Corp | 光ファイバ検査装置 |
| JPH08219947A (ja) * | 1995-02-09 | 1996-08-30 | Yokogawa Electric Corp | 光ファイバ検査装置 |
| JP2014077723A (ja) * | 2012-10-11 | 2014-05-01 | Anritsu Corp | 波長掃引光源およびその波長校正方法 |
| CN105091776A (zh) * | 2015-08-28 | 2015-11-25 | 中国科学院半导体研究所 | 基于单边带扫频调制的光纤激光静态应变拍频解调系统 |
| JP2017191815A (ja) * | 2016-04-11 | 2017-10-19 | 株式会社豊田中央研究所 | 光周波数掃引レーザ光源、及びレーザレーダ |
| WO2024090071A1 (ja) * | 2022-10-25 | 2024-05-02 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 測距装置、光検出装置、および信号処理装置 |
| WO2024101053A1 (ja) * | 2022-11-11 | 2024-05-16 | 株式会社日立ハイテク | 距離測定システム |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09203916A (ja) * | 1996-01-25 | 1997-08-05 | Ando Electric Co Ltd | 光周波数掃引信号発生装置 |
| US6034976A (en) * | 1998-03-09 | 2000-03-07 | State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of The University Of Oregon | Method and apparatus for laser frequency stabilization |
| EP2425506A2 (en) * | 2009-04-29 | 2012-03-07 | Montana State University | Precise broadband frequency modulated laser |
| JP2015502562A (ja) | 2011-10-18 | 2015-01-22 | ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション | 再循環光学遅延を生成および／または提供するための装置および方法 |
| US10247538B2 (en) | 2014-10-29 | 2019-04-02 | Bridger Photonics, Inc. | Accurate chirped synthetic wavelength interferometer |
| US10527412B2 (en) | 2015-10-06 | 2020-01-07 | Bridger Photonics, Inc. | Gas-mapping 3D imager measurement techniques and method of data processing |
| US11422258B2 (en) | 2017-03-16 | 2022-08-23 | Bridger Photonics, Inc. | FMCW LiDAR methods and apparatuses including examples having feedback loops |
| WO2019060901A1 (en) | 2017-09-25 | 2019-03-28 | Bridger Photonics, Inc. | SCANNING SYSTEMS AND TECHNIQUES AND EXAMPLES OF USE IN FMCW LIDAR PROCESSES AND APPARATUSES |
| WO2019070751A1 (en) | 2017-10-02 | 2019-04-11 | Bridger Photonics, Inc. | PROCESSING TEMPORAL SEGMENTS OF LASER WAVE LENGTH FLUCTUATIONS AND EXAMPLES OF USE IN FREQUENCY MODULATED MAINTAINED WAVE LIDAR (FMCW) METHODS AND APPARATUSES |
| WO2019079448A1 (en) | 2017-10-17 | 2019-04-25 | Bridger Photonics, Inc. | ROTARY OPTICAL REFLECTOR APPARATUSES AND METHODS |
| US11112308B2 (en) | 2017-11-14 | 2021-09-07 | Bridger Photonics, Inc. | Apparatuses and methods for anomalous gas concentration detection |
| US11309973B2 (en) * | 2018-01-31 | 2022-04-19 | Nokia Solutions And Networks Oy | Optical burst monitoring |
| KR102361071B1 (ko) * | 2018-12-11 | 2022-02-09 | 닛토덴코 가부시키가이샤 | 광 전송 시스템 및 전기 광 변환 디바이스 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4893352A (en) * | 1987-06-30 | 1990-01-09 | Massachusetts Institute Of Technology | Optical transmitter of modulated signals |
-
1994
- 1994-03-31 JP JP6085630A patent/JPH07270841A/ja active Pending
-
1995
- 1995-03-29 US US08/412,990 patent/US5548402A/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH08219947A (ja) * | 1995-02-09 | 1996-08-30 | Yokogawa Electric Corp | 光ファイバ検査装置 |
| JP2014077723A (ja) * | 2012-10-11 | 2014-05-01 | Anritsu Corp | 波長掃引光源およびその波長校正方法 |
| CN105091776A (zh) * | 2015-08-28 | 2015-11-25 | 中国科学院半导体研究所 | 基于单边带扫频调制的光纤激光静态应变拍频解调系统 |
| CN105091776B (zh) * | 2015-08-28 | 2017-07-18 | 中国科学院半导体研究所 | 基于单边带扫频调制的光纤激光静态应变拍频解调系统 |
| JP2017191815A (ja) * | 2016-04-11 | 2017-10-19 | 株式会社豊田中央研究所 | 光周波数掃引レーザ光源、及びレーザレーダ |
| WO2024090071A1 (ja) * | 2022-10-25 | 2024-05-02 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 測距装置、光検出装置、および信号処理装置 |
| WO2024101053A1 (ja) * | 2022-11-11 | 2024-05-16 | 株式会社日立ハイテク | 距離測定システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5548402A (en) | 1996-08-20 |
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