JP2001274482A - レーザ光周波数測定装置、校正装置、レーザ光周波数測定方法及び校正方法 - Google Patents
レーザ光周波数測定装置、校正装置、レーザ光周波数測定方法及び校正方法Info
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 title abstract description 12
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- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
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- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】被検レーザ光の周波数測定及び校正を高精度に
行えるようにしたレーザ光周波数測定装置、校正装置、
レーザ光周波数測定方法及び校正方法を提供する。 【解決手段】基準レーザ光の変調周波数成分に同期した
ゲート信号を生成し、生成されたゲート信号により、前
記基準レーザ光と被検レーザ光を混合して得られるビー
ト光に対応するビート信号をゲートし、ゲートされた信
号をカウントして前記被検レーザ光の周波数を測定し、
測定された周波数に基づいて前記被検レーザ光の周波数
を校正する。ここで、前記基準レーザは、ヨウ素安定化
Ｈｅ−Ｎｅレーザとされる。
行えるようにしたレーザ光周波数測定装置、校正装置、
レーザ光周波数測定方法及び校正方法を提供する。 【解決手段】基準レーザ光の変調周波数成分に同期した
ゲート信号を生成し、生成されたゲート信号により、前
記基準レーザ光と被検レーザ光を混合して得られるビー
ト光に対応するビート信号をゲートし、ゲートされた信
号をカウントして前記被検レーザ光の周波数を測定し、
測定された周波数に基づいて前記被検レーザ光の周波数
を校正する。ここで、前記基準レーザは、ヨウ素安定化
Ｈｅ−Ｎｅレーザとされる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被検レーザ光の周
波数を計測及び校正する装置及び方法に関し、特にヨウ
素安定化Ｈｅ−Ｎｅレーザ等を基準信号源として用いた
被検レーザ光の周波数計測及び校正装置及び方法に関す
る。
波数を計測及び校正する装置及び方法に関し、特にヨウ
素安定化Ｈｅ−Ｎｅレーザ等を基準信号源として用いた
被検レーザ光の周波数計測及び校正装置及び方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、長さの精密測定にはレーザ光の干
渉を利用した測定方法が用いられている。レーザ光の干
渉を用いた測定方法では、使用するレーザ光（被検レー
ザ光）の周波数確度が長さ測定の誤差に直接影響する。
この被検レーザ光の周波数確度を精度よく測定するため
には、周波数基準としてのレーザ光が必要となり、ヨウ
素の吸収スペクトルの周波数が極めて正確であるという
特徴をもつヨウ素安定化Ｈｅ−Ｎｅレーザが用いられて
いる。
渉を利用した測定方法が用いられている。レーザ光の干
渉を用いた測定方法では、使用するレーザ光（被検レー
ザ光）の周波数確度が長さ測定の誤差に直接影響する。
この被検レーザ光の周波数確度を精度よく測定するため
には、周波数基準としてのレーザ光が必要となり、ヨウ
素の吸収スペクトルの周波数が極めて正確であるという
特徴をもつヨウ素安定化Ｈｅ−Ｎｅレーザが用いられて
いる。
【０００３】従来の被検レーザ光の周波数確度は、当該
被検レーザ光の周波数を測定して、測定結果に基づいて
校正する。かかる周波数測定は次のようなステップを経
て行なわれる。すなわち、 （１）基準周波数レーザ源となるヨウ素安定化Ｈｅ−Ｎ
ｅレーザからの出力レーザ光と被検レーザから発生され
たレーザ光とを混合して２つのレーザ光間の発振周波数
の差であるビート光を発生させる。 （２）このビート光をフォトダイオード等の光検出器で
電気信号に変換し、このビート信号の周波数を周波数カ
ウンタで測定する。 （３）ビート周波数（即ち、基準周波数からの変位）か
ら被検レーザ光の周波数を計算する。 以上のステップを経て得られたレーザ光の周波数に基づ
いて被検レーザ光の周波数を校正する。
被検レーザ光の周波数を測定して、測定結果に基づいて
校正する。かかる周波数測定は次のようなステップを経
て行なわれる。すなわち、 （１）基準周波数レーザ源となるヨウ素安定化Ｈｅ−Ｎ
ｅレーザからの出力レーザ光と被検レーザから発生され
たレーザ光とを混合して２つのレーザ光間の発振周波数
の差であるビート光を発生させる。 （２）このビート光をフォトダイオード等の光検出器で
電気信号に変換し、このビート信号の周波数を周波数カ
ウンタで測定する。 （３）ビート周波数（即ち、基準周波数からの変位）か
ら被検レーザ光の周波数を計算する。 以上のステップを経て得られたレーザ光の周波数に基づ
いて被検レーザ光の周波数を校正する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
被検レーザ光の周波数計測及び校正が行なわれている。
しかしながら、ヨウ素安定化Ｈｅ−Ｎｅレーザは、ヨウ
素の吸収スペクトルにロックさせるため出力レーザ光は
数ｋＨｚで周波数変調されている。したがって、基準と
なるヨウ素安定化Ｈｅ−Ｎｅレーザ光と被検レーザ光と
のビート光も数ｋＨｚで周波数変調された信号として検
出される。
被検レーザ光の周波数計測及び校正が行なわれている。
しかしながら、ヨウ素安定化Ｈｅ−Ｎｅレーザは、ヨウ
素の吸収スペクトルにロックさせるため出力レーザ光は
数ｋＨｚで周波数変調されている。したがって、基準と
なるヨウ素安定化Ｈｅ−Ｎｅレーザ光と被検レーザ光と
のビート光も数ｋＨｚで周波数変調された信号として検
出される。
【０００５】こうして得られたビート光を電気信号に変
換してカウンタでその周波数を測定するが、この電気信
号は周波数変調を受けているためカウント結果がバラツ
キ、正確な測定や校正もできないという問題点がある。
換してカウンタでその周波数を測定するが、この電気信
号は周波数変調を受けているためカウント結果がバラツ
キ、正確な測定や校正もできないという問題点がある。
【０００６】そこで、本発明の目的は、被検レーザ光の
周波数測定及び校正を高精度に行えるようにしたレーザ
光周波数測定装置、校正装置、レーザ光周波数測定方法
及び校正方法を提供することにある。
周波数測定及び校正を高精度に行えるようにしたレーザ
光周波数測定装置、校正装置、レーザ光周波数測定方法
及び校正方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明によるレーザ光周波数測定装置、校正装置、
レーザ光周波数測定方法及び校正方法は、次のような特
徴的な構成を採用している。
め、本発明によるレーザ光周波数測定装置、校正装置、
レーザ光周波数測定方法及び校正方法は、次のような特
徴的な構成を採用している。
【０００８】（１）発振周波数が安定化された変調レー
ザ光を出力する基準レーザと、前記基準レーザと被検レ
ーザから出力される各レーザ光を混合してビート光を出
力するレーザ光混合手段と、該レーザ光混合手段の出力
を電気信号に変換する光検出手段と、前記変調レーザ光
の変調信号を分周する分周手段と、前記光検出手段から
の出力を前記分周手段の出力でゲートするゲータ手段
と、前記ゲート手段の出力をカウントして前記被検レー
ザの周波数を測定するカウント手段と、を備えて成るレ
ーザ光周波数測定装置。
ザ光を出力する基準レーザと、前記基準レーザと被検レ
ーザから出力される各レーザ光を混合してビート光を出
力するレーザ光混合手段と、該レーザ光混合手段の出力
を電気信号に変換する光検出手段と、前記変調レーザ光
の変調信号を分周する分周手段と、前記光検出手段から
の出力を前記分周手段の出力でゲートするゲータ手段
と、前記ゲート手段の出力をカウントして前記被検レー
ザの周波数を測定するカウント手段と、を備えて成るレ
ーザ光周波数測定装置。
【０００９】（２）上記（１）の前記カウンタ手段で測
定された周波数に基づいて前記被検レーザの周波数を校
正するレーザ光周波数校正装置。
定された周波数に基づいて前記被検レーザの周波数を校
正するレーザ光周波数校正装置。
【００１０】（３）前記基準レーザは、ヨウ素安定化Ｈ
ｅ−Ｎｅレーザである上記（１）または（２）のレーザ
光周波数測定装置またはレーザ光周波数校正装置。
ｅ−Ｎｅレーザである上記（１）または（２）のレーザ
光周波数測定装置またはレーザ光周波数校正装置。
【００１１】（４）基準レーザ光の変調周波数成分に同
期したゲート信号を生成し、生成されたゲート信号によ
り、前記基準レーザ光と被検レーザ光を混合して得られ
るビート光に対応するビート信号をゲートし、ゲートさ
れた信号をカウントして前記被検レーザ光の周波数を測
定するレーザ光周波数測定方法。
期したゲート信号を生成し、生成されたゲート信号によ
り、前記基準レーザ光と被検レーザ光を混合して得られ
るビート光に対応するビート信号をゲートし、ゲートさ
れた信号をカウントして前記被検レーザ光の周波数を測
定するレーザ光周波数測定方法。
【００１２】（５）基準レーザ光の変調周波数成分に同
期したゲート信号を生成し、生成されたゲート信号によ
り、前記基準レーザ光と被検レーザ光を混合して得られ
るビート光に対応するビート信号をゲートし、ゲートさ
れた信号をカウントして前記被検レーザ光の周波数を測
定し、測定された周波数に基づいて前記被検レーザ光の
周波数を校正するレーザ光周波数校正方法。
期したゲート信号を生成し、生成されたゲート信号によ
り、前記基準レーザ光と被検レーザ光を混合して得られ
るビート光に対応するビート信号をゲートし、ゲートさ
れた信号をカウントして前記被検レーザ光の周波数を測
定し、測定された周波数に基づいて前記被検レーザ光の
周波数を校正するレーザ光周波数校正方法。
【００１３】（６）前記基準レーザは、ヨウ素安定化Ｈ
ｅ−Ｎｅレーザである上記（４）または（５）のレーザ
光周波数測定方法またはレーザ光周波数校正方法。
ｅ−Ｎｅレーザである上記（４）または（５）のレーザ
光周波数測定方法またはレーザ光周波数校正方法。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるレーザ光周波
数測定装置、校正装置、レーザ光周波数測定方法及び校
正方法の好適実施形態例を図１を参照しながら説明す
る。
数測定装置、校正装置、レーザ光周波数測定方法及び校
正方法の好適実施形態例を図１を参照しながら説明す
る。
【００１５】ヨウ素安定化Ｈｅ−Ｎｅレーザ１は、本装
置の基準となるレーザ光を発生するレーザであり、周波
数制御部２により供給される基準周波数fs：473612380
ＭＨｚで発振している。被検レーザ３は、測定、校正を
受けるレーザであり、その周波数fmは例えば473612215
ＭＨｚである。
置の基準となるレーザ光を発生するレーザであり、周波
数制御部２により供給される基準周波数fs：473612380
ＭＨｚで発振している。被検レーザ３は、測定、校正を
受けるレーザであり、その周波数fmは例えば473612215
ＭＨｚである。
【００１６】ヨウ素安定化Ｈｅ−Ｎｅレーザ１と被検レ
ーザ３から発生されるレーザ光は、ミラー４、５でそれ
ぞれ反射され、混合され、これらのレーザ光の周波数の
差fbを有するビート光が発生する。この例では、fb＝fs
−fmであるのでビート周波数fbは165ＭＨｚとなる。発
生したビート光は、光検出機６で電気信号に変換され、
ゲート回路としてのＡＮＤ回路８の一入力に供給され
る。
ーザ３から発生されるレーザ光は、ミラー４、５でそれ
ぞれ反射され、混合され、これらのレーザ光の周波数の
差fbを有するビート光が発生する。この例では、fb＝fs
−fmであるのでビート周波数fbは165ＭＨｚとなる。発
生したビート光は、光検出機６で電気信号に変換され、
ゲート回路としてのＡＮＤ回路８の一入力に供給され
る。
【００１７】図２（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）には、ヨウ
素安定化Ｈｅ−Ｎｅレーザ１から発生される数ｋＨｚの
変調周波数で変調されたレーザ光、被検レーザから発生
されるレーザ光及びヨウ素安定化Ｈｅ−Ｎｅレーザ１と
被検レーザ３から発生されるレーザ光のビート光に対応
する検出電気信号を示す。
素安定化Ｈｅ−Ｎｅレーザ１から発生される数ｋＨｚの
変調周波数で変調されたレーザ光、被検レーザから発生
されるレーザ光及びヨウ素安定化Ｈｅ−Ｎｅレーザ１と
被検レーザ３から発生されるレーザ光のビート光に対応
する検出電気信号を示す。
【００１８】ヨウ素安定化Ｈｅ−Ｎｅレーザ１は、ヨウ
素の吸収スペクトルにロックさせるため出力レーザ光を
数ｋＨｚで周波数変調しており、この変調信号は分周器
７にも入力される。
素の吸収スペクトルにロックさせるため出力レーザ光を
数ｋＨｚで周波数変調しており、この変調信号は分周器
７にも入力される。
【００１９】分周器７は、この変調信号に同期し、予め
定めた整数倍の周期をもつ分周パルスを出力し、ＡＮＤ
ゲート８の他方の入力にゲート信号として供給する。
定めた整数倍の周期をもつ分周パルスを出力し、ＡＮＤ
ゲート８の他方の入力にゲート信号として供給する。
【００２０】ＡＮＤゲート８は、光検出器６からのビー
ト光対応電気信号を、分周器７からのゲート信号（ｄ）
でゲートして出力する。したがって、ＡＮＤゲート８の
出力信号は、図２（ｅ）に示すように常に変調信号に同
期した信号となり、カウンタ９に入力される。カウンタ
９は、カウンタコントローラ１０で制御され、ＡＮＤゲ
ート８の出力信号をカウント、測定する。
ト光対応電気信号を、分周器７からのゲート信号（ｄ）
でゲートして出力する。したがって、ＡＮＤゲート８の
出力信号は、図２（ｅ）に示すように常に変調信号に同
期した信号となり、カウンタ９に入力される。カウンタ
９は、カウンタコントローラ１０で制御され、ＡＮＤゲ
ート８の出力信号をカウント、測定する。
【００２１】このような構成において、基準となるヨウ
素安定化Ｈｅ−Ｎｅレーザの周波数は既知であるため、
カウンタ９により、図２（ｅ）に示す如くカウンタゲー
ト幅のカウンタ入力の周波数（ビート周波数）を測定す
れば基準周波数からの変位が分かり被検レーザ３の発振
周波数を校正できる。
素安定化Ｈｅ−Ｎｅレーザの周波数は既知であるため、
カウンタ９により、図２（ｅ）に示す如くカウンタゲー
ト幅のカウンタ入力の周波数（ビート周波数）を測定す
れば基準周波数からの変位が分かり被検レーザ３の発振
周波数を校正できる。
【００２２】このように、本実施形態では、光検出器６
で検出したビート信号をカウンタ９によりカウントする
際、レーザ変調波と同期した信号を分周器７で得てＡＮ
Ｄゲート８に供給してゲートカウントしているので、ビ
ート信号周波数の測定時のバラツキが無くなる。
で検出したビート信号をカウンタ９によりカウントする
際、レーザ変調波と同期した信号を分周器７で得てＡＮ
Ｄゲート８に供給してゲートカウントしているので、ビ
ート信号周波数の測定時のバラツキが無くなる。
【００２３】カウンタ９による測定結果は、表示器１１
に表示される。表示器１１もカウンタコントローラ１０
により制御される。
に表示される。表示器１１もカウンタコントローラ１０
により制御される。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザ光
周波数校正装置によれば、基準となるヨウ素安定化Ｈｅ
−Ｎｅレーザのレーザ光の変調周波数成分に同期したゲ
ート信号によりビート信号をゲートし、ゲートされた信
号をカウントしているため、変調信号の影響を受けるこ
となくビート成分の周波数を正確に測定でき、被検レー
ザの校正が正確かつ能率良く行えるという格別な効果が
得られる。
周波数校正装置によれば、基準となるヨウ素安定化Ｈｅ
−Ｎｅレーザのレーザ光の変調周波数成分に同期したゲ
ート信号によりビート信号をゲートし、ゲートされた信
号をカウントしているため、変調信号の影響を受けるこ
となくビート成分の周波数を正確に測定でき、被検レー
ザの校正が正確かつ能率良く行えるという格別な効果が
得られる。
【図１】本発明によるレーザ光周波数測定及び校正装置
の一実施形態を示す構成図である。
の一実施形態を示す構成図である。
【図２】図１に示す本発明の実施形態の動作を説明する
ための波形図である。
ための波形図である。
１ ヨウ素安定化Ｈｅ−Ｎｅレーザ ２ 周波数制御部 ３ 被検レーザ ４、５ ミラー ６ 光検出器 ７ 分周器 ８ ＡＮＤゲート ９ カウンタ １０ カウンタコントローラ １１ 表示器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠坂 俊昭 横浜市港北区綱島東６−３−20 株式会社 エヌエフ回路設計ブロック内 Ｆターム(参考） 5F072 AA01 HH02 HH05 JJ20 KK15 MM03 MM17 YY20
Claims (6)
- 【請求項１】発振周波数が安定化された変調レーザ光を
出力する基準レーザと、 前記基準レーザと被検レーザから出力される各レーザ光
を混合してビート光を出力するレーザ光混合手段と、 該レーザ光混合手段からの出力を電気信号に変換する光
検出手段と、 前記変調レーザ光の変調信号を分周する分周手段と、 前記光検出手段の出力を前記分周手段の出力でゲートす
るゲート手段と、 前記ゲート手段の出力をカウントして前記被検レーザの
周波数を測定するカウンタ手段と、を備えて成ることを
特徴とするレーザ光周波数測定装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の前記カウンタ手段で測定
された周波数に基づいて前記被検レーザの周波数を校正
することを特徴とするレーザ光周波数校正装置。 - 【請求項３】前記基準レーザは、ヨウ素安定化Ｈｅ−Ｎ
ｅレーザであることを特徴とする請求項１または２記載
のレーザ光周波数測定装置またはレーザ光周波数校正装
置。 - 【請求項４】基準レーザ光の変調周波数成分に同期した
ゲート信号を生成し、生成されたゲート信号により、前
記基準レーザ光と被検レーザ光を混合して得られるビー
ト光に対応するビート信号をゲートし、ゲートされた信
号をカウントして前記被検レーザ光の周波数を測定する
ことを特徴とするレーザ光周波数測定方法。 - 【請求項５】基準レーザ光の変調周波数成分に同期した
ゲート信号を生成し、生成されたゲート信号により、前
記基準レーザ光と被検レーザ光を混合して得られるビー
ト光に対応するビート信号をゲートし、ゲートされた信
号をカウントして前記被検レーザ光の周波数を測定し、
測定された周波数に基づいて前記被検レーザ光の周波数
を校正することを特徴とするレーザ光周波数校正方法。 - 【請求項６】前記基準レーザは、ヨウ素安定化Ｈｅ−Ｎ
ｅレーザであることを特徴とする請求項４または５記載
のレーザ光周波数測定方法またはレーザ光周波数校正方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000084111A JP2001274482A (ja) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | レーザ光周波数測定装置、校正装置、レーザ光周波数測定方法及び校正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000084111A JP2001274482A (ja) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | レーザ光周波数測定装置、校正装置、レーザ光周波数測定方法及び校正方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001274482A true JP2001274482A (ja) | 2001-10-05 |
Family
ID=18600638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000084111A Pending JP2001274482A (ja) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | レーザ光周波数測定装置、校正装置、レーザ光周波数測定方法及び校正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001274482A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009218248A (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-24 | Nuflare Technology Inc | 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法 |
| JP2011187521A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Mitsutoyo Corp | レーザ光源の校正装置 |
| CN103968960A (zh) * | 2014-03-31 | 2014-08-06 | 中国科学院物理研究所 | 一种测量同步脉冲激光器的同步精度的方法 |
| JP2018077169A (ja) * | 2016-11-10 | 2018-05-17 | 株式会社ミツトヨ | 光周波数コムを使ったレーザ周波数測定装置 |
-
2000
- 2000-03-24 JP JP2000084111A patent/JP2001274482A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009218248A (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-24 | Nuflare Technology Inc | 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法 |
| JP2011187521A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Mitsutoyo Corp | レーザ光源の校正装置 |
| CN103968960A (zh) * | 2014-03-31 | 2014-08-06 | 中国科学院物理研究所 | 一种测量同步脉冲激光器的同步精度的方法 |
| JP2018077169A (ja) * | 2016-11-10 | 2018-05-17 | 株式会社ミツトヨ | 光周波数コムを使ったレーザ周波数測定装置 |
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