JP2002039866A - 周波数測定方法 - Google Patents
周波数測定方法Info
- Publication number
- JP2002039866A JP2002039866A JP2000219318A JP2000219318A JP2002039866A JP 2002039866 A JP2002039866 A JP 2002039866A JP 2000219318 A JP2000219318 A JP 2000219318A JP 2000219318 A JP2000219318 A JP 2000219318A JP 2002039866 A JP2002039866 A JP 2002039866A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- light
- optical resonator
- resonance
- light source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Lasers (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
れおよその周波数が分かっている合波された2つの光の
差周波数を高分解能で高確度に測定できる周波数測定方
法を提供する。 【解決手段】フリースペクトルレンジが既知であって、
かつ、狭い光共振器を用い、2つの光のおよその周波数
とフリースペクトルレンジとから2つの光の周波数間の
共振モードの数を求め、共振モードを掃引して2つの光
がそれぞれ光共振器で共振する共振モードの掃引位置の
関係を求め、共振モードの掃引位置の関係と2つの光の
周波数間の共振モードの数とから2つの光の差周波数を
求める。
Description
野で利用される周波数測定方法に係り、特に多波長のレ
ーザー光の発振周波数を高確度に測定する周波数測定方
法に関する。
信号光を重畳させ、1本の光ファイバーに伝送させる波
長多重通信(WDM:Wavelength Division Multiplexing)
が開発されている。それぞれのチャネルのキャリア周波
数は(ITU:International Telecommunication Unit)か
ら勧告されており、それらは193.1THzを基準周波数とし
て、そこから100GHzの整数倍離れた位置に配置されてい
る。また、キャリア周波数の周波数確度は1GHz以下が要
求されている。それぞれのキャリア周波数は、上記の条
件を満たすように設定されているが、光源の劣化、周囲
条件の変化等により、設定値からずれる恐れがあり、従
って、全てのキャリア周波数を常に監視する必要があ
る。
法として、共振周波数を掃引した光共振器を用いる方法
が提案された。図7にこの方法の構成を示した。この方
法は、数THz程度の非常に広いフリースペクトルレン
ジを持った光共振器の共振周波数を掃引し、そこに周波
数を測定したい多重化されたレーザー光を入射して、光
共振器の透過光量を観測することにより、レーザー光の
周波数を測定するものである。図8に示した様に、多重
化されたレーザー光の内、最も低周波数なレーザー光周
波数をν1 、最も高周波数なレーザー光周波数をνM と
すれば、フリースペクトルレンジと掃引範囲はそれぞれ
νM −ν1 以上が必要であった。これにより唯一つの共
振モードを透過したレーザー光のみを観測することがで
きた。従って、横軸を掃引中の特定の共振モードの周波
数、縦軸を光共振器の透過光量とすれば、それぞれのレ
ーザー光の周波数と光量を測定することができた。
共振周波数を掃引した光共振器を用いる方法は、光共振
器のフリースペクトルレンジが非常に広い(数THz)
ために、共振モードの透過幅が広く(数十GHz)、分
解能が低いという問題があった。本発明の目的は、上述
の如き従来の問題点に鑑み、高分解能で高確度な波長測
定方法を提供することにある。
めに、本発明の周波数測定方法は、フリースペクトルレ
ンジの狭い光共振器を用いることによって、共振モード
の幅を狭め、周波数測定の分解能と確度を向上させるこ
とを特徴としている。フリースペクトルレンジを被測定
レーザー光の設定周波数確度と比較して同等か或いは若
干広く設定することにより、設定周波数とフリースペク
トルレンジから、レーザー光を透過させている共振モー
ドのモードが計算できることを特徴としている。
リースペクトルレンジが既知であり、かつ、共振モード
が掃引可能な光共振器に、周波数がその周波数確度の範
囲で既知である第1の周波数を有する被測定光と第2の
周波数を有する被測定光とを合波した合波光を入射して
前記第1の周波数を有する被測定光と前記第2の周波数
を有する被測定光の差周波数を測定する周波数測定方法
であって、前記第1の周波数、前記第2の周波数および
前記フリースペクトルレンジに基づいて前記第1の周波
数と前記第2の周波数の間に有る前記共振モードの数n
を求める段階と、前記共振モードを掃引したときの前記
第1の周波数を有する被測定光が共振する掃引位置(V
A1,VA2)と前記第2の周波数を有する被測定光が共振
する掃引位置(VB1,VB2)とを求める段階と、前記第
1の周波数を有する被測定光の共振位置、前記第2の周
波数を有する被測定光の共振位置、前記数nおよび前記
フリースペクトルレンジに基づいて前記差周波数を求め
る段階とからなっている。本発明の周波数測定方法は、
高分解能、高確度にレーザー光の周波数を測定すること
ができる。
方法の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に
説明する。本発明に係わる周波数測定の原理を以下に示
す。光共振器の透過スペクトルは、鋭いLorentzianの透
過域が等間隔に並んだ形状をしており、透過のピーク周
波数(共振周波数)と間隔(FSR :フリースペクトルレ
ンジ)は共振器長と共振器内部の屈折率で決定される。
共振周波数を掃引させた光共振器にレーザー光を入射す
れば、共振周波数とレーザー光周波数が一致したときに
出射光が観測される。複数の光源からのレーザー光を多
重化して入射した場合は、それぞれのレーザー光周波数
に依存したときに出射光が観測される。従って、それぞ
れの出射光とそのときの共振周波数とからそれぞれの光
源間の差周波数を精度良く見積もることができる。
説明する。2つのレーザー光源A,Bからのレーザー光
を合波後に、共振周波数を鋸歯状に掃引させた光共振器
に入射したとする。掃引範囲は光共振器のフリースペク
トルレンジよりも十分広いとする。この状態で光共振器
の透過光量を受光器で観測する。光共振器の共振モード
の共振周波数(Ri )と光源A、Bの発振周波数(νA
、νB )の関係が、図1に示した状態にあり共振周波
数が低周波側に掃引されているとする。この場合、掃引
により、R0 、R1 がνA と一致するときに光共振器か
らパルス光が出射される。同様に、Rn 、Rn+1 がνB
と一致するときにもパルス光が出射される。Rn は、R
0 に対して、高周波数側にn番目の共振モードの共振周
波数を示している。光共振器の共振周波数が信号発生器
の電圧に比例して制御できるとすれば、信号発生器の出
力電圧を横軸に、光共振器の透過光量を縦軸にとると、
図2に示したように、周期的なパルスを観測することが
できる。PAiは、光源Aからのレーザー光によるパルス
光である。共振周波数の掃引幅がフリースペクトルレン
ジ(FSR)よりも十分に広いため、1掃引内において
複数のパルスが出射される。同様に、PBiは、光源Bか
らのレーザー光によるパルス光である。PA1、PA2、P
B1、PB2のパルスが出射されたときの信号発生器の出力
電圧をVA1、VA2、VB1、VB2とすれば、νA 、νB
は、 νB −νA =〔n+(VB1−VA1)/(VA2−VA1)〕・FSR (1) と表わすことができる。従って、νA とνB の間にある
共振モードの数nが既知であれば、VA1、VA2、VB1を
測定することにより、簡単に光源A,B間の差周波数を
測定することが可能である。また、νA が既知であれ
ば、式(1)より、光源Bの絶対周波数を測定すること
が可能である。
した測定系を示したものである。ここでは光源は、周波
数が安定化された周波数基準光源と、周波数を測定した
い被周波数測定光源の2台とした。周波数基準光源1
は、1545.1754nm にあるアセチレンガスの吸収線を周波
数基準として発振周波数の安定化が施されている。被周
波数測定光源2は、半導体レーザ(LD)、グレーティン
グ、ミラーをリットマン型に配置した外部共振器構造LD
光源である。ミラーの角度をモーターで粗調、PZT で微
調することにより発振周波数を可変している。±0.6GHz
の確度で周波数を制御可能である。光共振器3は、フリ
ースペクトルレンジ1.49928GHz、フィネス150 のコンフ
ォーカルエタロンを用いた。共振周波数における透過率
は20%であった。内蔵のPZT に電圧を印加することによ
り、共振周波数をフリースペクトルレンジの3倍程度ま
で掃引可能である。
5GHzであるのに対して被周波数測定光源の周波数確度が
0.6GHzであることから、式(1)のnを、ミスカウント
無しに計算することができる。周波数基準光源1と被周
波数測定光源2からのレーザー光を合波器4で合波して
光共振器3に入射した。光共振器3は、光共振器内蔵PZ
Tに電圧を印加して共振周波数を掃引した。光共振器3
から出射されたレーザー光は受光器5で受光され受光信
号に変換された。受光信号の電圧を縦軸に、掃引信号電
圧を横軸にした図を図4に示した。図中のT1,T2,
T3が被周波数測定光源2からの、R1,R2,R3が
周波数基準光源1からの信号である。周波数基準光源1
と被周波数測定光源2の信号を明確に区別するために、
周波数基準光源1の出力を被周波数測定光源2と比較し
て5dB低下させて光共振器3に入力した。図4を見る
と、掃引電圧が高くなるほど、つまりPZTが伸びるほ
ど、ピーク間隔が詰まってきていることが分かる。これ
はPZTの伸縮距離が、印加電圧に対して非線型である
ためである。そこで、図4からPZTの非線型性を計算
し、補正したものを図5に示した。また、ピーク間隔が
フリースペクトルレンジに対応することから、横軸を周
波数に換算した。
自動的に行われ信号位置、周波数基準光源1の発振周波
数、被周波数測定光源2の設定周波数と周波数基準光源
1の発振周波数から計算されたnを式(1)に代入して
被周波数測定光源2の発振周波数を見積もった。
基準として、本発明の方法により測定された被周波数測
定光源2の発振周波数の測定精度の波長依存性を測定し
た。結果を図6に示した。今回使用した被周波数測定光
源の発振可能な波長範囲が1480-1555nm であったため、
この波長域内でのみの測定となった。図から、周波数基
準光源から65nm離れた波長域においても±0.1GHzの精度
で周波数が測定できていることが分かる。0.2GHz以上に
測定精度が劣化しているものが観測されているが、これ
は被周波数測定光源が多モード発振してしまったためで
ある。この実施の形態では、光源は2つであったが、光
源を3つ以上に増やしても、同様にそれぞれのレーザー
光周波数を測定することできる。
信号によって共振周波数を掃引させた光共振器に、複数
の被周波数測定光源からのレーザー光を入射し、光共振
器を透過したレーザー光を受光器で受光し、受光器から
出力された受光信号と、掃引信号との関係から被周波数
測定光源の発振周波数を検出する系において、レーザー
光の周波数が予めある確度で既知であることを利用し
て、光共振器のフリースペクトルレンジが狭くても、被
周波数測定光源の周波数を高確度に測定できる。フリー
スペクトルレンジが狭いために共振モードの幅も狭くで
き、結果として高分解能で高確度に測定できた。従っ
て、本発明に係わる周波数測定方法をWDM系に用いる
ことにより、WDM系の光源の発振周波数を、高確度、
高分解能に測定することができる。
あって、被測定光の周波数と光共振器の共振周波数の関
係を示す図である。
あって、光共振器の透過光量と掃引信号の関係を示す図
である。
す図である。
信号の関係を示す図である。
図である。
図である。
数と、掃引中の共振モードの関係を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項1】フリースペクトルレンジが既知であり、か
つ、共振モードが掃引可能な光共振器に、周波数がその
周波数確度の範囲で既知である第1の周波数を有する被
測定光と第2の周波数を有する被測定光とを合波した合
波光を入射して前記第1の周波数を有する被測定光と前
記第2の周波数を有する被測定光の差周波数を測定する
周波数測定方法であって、 前記第1の周波数、前記第2の周波数および前記フリー
スペクトルレンジに基づいて前記第1の周波数と前記第
2の周波数の間に有る前記共振モードの数nを求める段
階と、 前記共振モードを掃引したときの前記第1の周波数を有
する被測定光が共振する掃引位置(VA1,VA2)と前記
第2の周波数を有する被測定光が共振する掃引位置(V
B1,VB2)とを求める段階と、 前記第1の周波数を有する被測定光の共振位置、前記第
2の周波数を有する被測定光の共振位置、前記数nおよ
び前記フリースペクトルレンジに基づいて前記差周波数
を求める段階とからなる周波数測定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000219318A JP4256055B2 (ja) | 2000-07-19 | 2000-07-19 | 周波数測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000219318A JP4256055B2 (ja) | 2000-07-19 | 2000-07-19 | 周波数測定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002039866A true JP2002039866A (ja) | 2002-02-06 |
JP4256055B2 JP4256055B2 (ja) | 2009-04-22 |
Family
ID=18714122
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000219318A Expired - Fee Related JP4256055B2 (ja) | 2000-07-19 | 2000-07-19 | 周波数測定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4256055B2 (ja) |
-
2000
- 2000-07-19 JP JP2000219318A patent/JP4256055B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4256055B2 (ja) | 2009-04-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5956355A (en) | Method and apparatus for performing optical measurements using a rapidly frequency-tuned laser | |
US8699013B2 (en) | Chromatic dispersion measurement device and chromatic dispersion measurement method for measuring the dispersion of light pulses | |
CN103828146B (zh) | 从激光器动态自适应地生成波长连续的且规定的波长对时间的扫描的系统和方法 | |
US7414779B2 (en) | Mode locking methods and apparatus | |
CN107024285A (zh) | 一种全光纤激光频率测量装置及方法 | |
JP5121150B2 (ja) | 波長可変レーザ光源 | |
JP5422443B2 (ja) | 波長分散測定装置及びそれを用いた波長分散測定方法 | |
US20210231778A1 (en) | Apparatus and method for scanning ascertainment of the distance to an object | |
JP5487068B2 (ja) | 波長分散測定装置及びそれを用いた波長分散測定方法 | |
US6587190B2 (en) | System and method for measuring chromatic dispersion in optical fiber | |
JP2002039866A (ja) | 周波数測定方法 | |
Surkamp et al. | Continuous wave THz system based on dual wavelength monolithic Y-branch laser diode | |
JP4612938B2 (ja) | 周波数可変光源 | |
JP2012211787A (ja) | 波長分散測定装置及びそれを用いた波長分散測定方法 | |
Frunder et al. | CARS spectrometer with cw intra‐cavity excitation for high‐resolution Raman spectroscopy | |
LU502482B1 (en) | Method and device for characterizing a resonator element | |
LU502486B1 (en) | Method and device for providing an optical frequency reference signal | |
Wassin et al. | Transmission of precise phase coherent optical signals using a VCSEL stabilization system | |
Parker et al. | Femtometer resolution optical wavelength meter | |
WO2024008730A1 (en) | Method and device for characterizing a resonator element | |
JPS6351554B2 (ja) | ||
Vicentini et al. | High-resolution direct-comb spectrometer at 2.4 μm | |
US20180205198A1 (en) | Optical Test System Using an Array Laser | |
JP2002267536A (ja) | 波長測定装置 | |
Pollinger et al. | Si-traceable high-accuracy EDM based on Multi-Wavelength Interferometry |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070312 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081211 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090113 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090129 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120206 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4256055 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120206 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130206 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140206 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |