JP2011187521A - レーザ光源の校正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】校正の対象となるレーザ光を出射する対象レーザ光源の周波数を適切に校正することができるレーザ光源の校正装置の提供。
【解決手段】校正装置１は、基準レーザ光源２と、対象レーザ光源３と、基準レーザ光源２、及び対象レーザ光源３から出射されるレーザ光の光軸を一致させて出力する光学系４と、光学系４から出力されるレーザ光を電気信号に変換して周波数を測定する周波数カウンタ５と、周波数カウンタ５のゲート信号を生成するゲート信号生成手段６とを備える。ゲート信号生成手段６は、基準レーザ光源２における変調信号の変調周波数と、対象レーザ光源３における変調信号の変調周波数との差に相当する周期を検出する周期検出部６１と、周期検出部６１にて検出される周期に同期する周波数カウンタ５のゲート信号を生成する信号生成部６２とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ光源の校正装置に関する。

従来、校正の基準となるレーザ光を出射する基準レーザ光源と、校正の対象となるレーザ光を出射する対象レーザ光源と、基準レーザ光源、及び対象レーザ光源から出射されるレーザ光の光軸を一致させて出力する光学系と、光学系から出力されるレーザ光を電気信号に変換して周波数を測定する周波数カウンタとを備え、周波数カウンタによる測定結果、すなわち基準レーザ光源、及び対象レーザ光源の周波数の差（ビート周波数）に基づいて、対象レーザ光源の周波数を校正するレーザ光源の校正装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のレーザ装置（レーザ光源）の校正方法では、基準レーザ（基準レーザ光源）と、校正対象レーザ（対象レーザ光源）と、２つのミラー（光学系）と、周波数カウンタとしてのディテクタ、及びカウンタとを備え、校正対象レーザの周波数を校正している。

図８は、従来のレーザ光源の校正装置１００を示すブロック模式図である。
レーザ光源の校正装置１００は、図８に示すように、基準レーザ光源１１０と、対象レーザ光源１２０と、光学系１３０と、周波数カウンタ１４０とを備え、対象レーザ光源１２０の周波数を校正するものである。
光学系１３０は、基準レーザ光源１１０から出射されるレーザ光Ｌ１を反射させるミラー１３１と、レーザ光Ｌ１の一部を反射させるとともに、対象レーザ光源１２０から出射されるレーザ光Ｌ２の一部を透過させることによって、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の光軸を一致させて出力するハーフミラー１３２とを備える。なお、図８では、レーザ光の光路を実線で示している。

周波数カウンタ１４０は、光学系１３０から出力されるレーザ光Ｌ３（以下、ビート信号とする）を電気信号に変換する変換部１４１と、ビート信号の周波数（ビート周波数）を測定するカウンタ部１４２とを備える。
カウンタ部１４２は、入力されるゲート信号（図８中矢印Ｇ）に応じたゲート時間内におけるビート信号のパルス数をカウントすることでビート周波数を測定する。
したがって、レーザ光Ｌ１の中心周波数が既知であれば、周波数カウンタ１４０にて測定されるビート周波数に基づいて、レーザ光Ｌ２の中心周波数を校正することができる。

具体的に、周波数カウンタ１４０は、ビート周波数を繰り返し測定し、校正装置１００は、レーザ光Ｌ１の中心周波数と、周波数カウンタ１４０による測定結果の平均値とに基づいて、レーザ光Ｌ２の中心周波数を算出することで対象レーザ光源１２０の周波数を校正する。また、校正装置１００は、周波数カウンタ１４０による測定結果のばらつきに基づいて、レーザ光Ｌ２の周波数安定度を評価する。
ここで、基準レーザ光源１１０には、周波数安定度の高いレーザ光源を用いる必要があるので、例えば、所定の中心周波数を有するレーザ光を所定の変調信号で変調して出射するヨウ素安定化レーザ光源が用いられている。

図９は、基準レーザ光源１１０から出射されるレーザ光Ｌ１、及び基準レーザ光源１１０の変調信号Ｍ１を示すグラフである。なお、図９（Ａ）は、レーザ光Ｌ１の中心周波数を示すグラフであり、図９（Ｂ）は、変調信号Ｍ１を示すグラフであり、図９（Ｃ）は、変調信号Ｍ１が重畳されたレーザ光Ｌ１を示すグラフである。また、図９では、縦軸をレーザ光Ｌ１の大きさ、または変調信号Ｍ１の変調幅とし、横軸を時間としている。
ヨウ素安定化レーザ光源で構成される基準レーザ光源１１０は、図９に示すように、変調信号Ｍ１にてレーザ光を変調することでヨウ素の飽和吸収線を検出してレーザ光Ｌ１の中心周波数を安定化して出射しているので、レーザ光Ｌ１には変調信号Ｍ１が重畳されている（図９（Ｃ）参照）。なお、図９では、レーザ光Ｌ１の中心周波数をｆ１とし、変調信号Ｍ１の変調幅をＭｗ１とし、変調信号Ｍ１の変調周波数をＭｆ１としている。

このようなレーザ光源の校正装置１００において、対象レーザ光源１２０を基準レーザ光源１１０と同様にヨウ素安定化レーザ光源とすると、ビート周波数は一定とならない場合があり、この場合には、対象レーザ光源１２０の周波数を適切に校正することができないという問題がある。

図１０は、基準レーザ光源１１０、及び対象レーザ光源１２０の変調信号の変調幅、変調周波数、及び位相が一致している状態の変調信号、及びビート信号を示す図である。図１１は、基準レーザ光源１１０、及び対象レーザ光源１２０の変調信号の変調幅、変調周波数、及び位相が一致していない状態の変調信号、及びビート信号を示す図である。なお、図１０（Ａ）、及び図１１（Ａ）は、変調信号を示す図であり、図１０（Ｂ）、及び図１１（Ｂ）は、ビート信号を示す図である。

また、図１０、及び図１１は、紙面左右方向の軸を変調信号の変調幅とし、紙面奥行き方向の軸を時間とした上図と、紙面左右方向の軸を周波数とし、紙面上下方向の軸をゲインとした下図とで構成されている。
さらに、図１０、及び図１１では、レーザ光Ｌ１の中心周波数をｆ１とし、レーザ光Ｌ２の中心周波数をｆ２とし、変調信号Ｍ１を以下の式（１）とし、変調信号Ｍ２を以下の式（２）としている。

Ｍ１＝Ｍｗ１・ｓｉｎ（２πＭｆ１＋Ｍθ１） ・・・・・（１）
Ｍ２＝Ｍｗ２・ｓｉｎ（２πＭｆ２＋Ｍθ２） ・・・・・（２）

具体的に、変調信号Ｍ１，Ｍ２の変調幅Ｍｗ１，Ｍｗ２、変調周波数Ｍｆ１，Ｍｆ２、及び位相Ｍθ１，Ｍθ２が一致している状態では、図１０（Ｂ）に示すように、ビート周波数は一定となるので、対象レーザ光源１２０の周波数を適切に校正することができる。なお、図１０、及び図１１では、位相Ｍθ１，Ｍθ２の図示を省略している。
しかしながら、変調信号Ｍ１，Ｍ２の変調幅Ｍｗ１，Ｍｗ２、変調周波数Ｍｆ１，Ｍｆ２、及び位相Ｍθ１，Ｍθ２が一致していない状態では、図１１（Ｂ）に示すように、ビート周波数は変動して一定とならないので、周波数カウンタ１４０による測定結果にばらつきが生じ、対象レーザ光源１２０の周波数を適切に校正することができないという問題がある。

これに対して、特許文献１に記載のレーザ装置の校正方法では、基準レーザ、及び校正対象レーザの変調信号を同期させることでカウンタによる測定結果のばらつきを抑制している。
また、他の方法として、周波数カウンタ１４０のゲート時間を十分に長くすることで周波数カウンタ１４０による測定結果のばらつきを抑制することが考えられる。

特開２００１−２７４４８３号公報

しかしながら、特許文献１に記載のレーザ装置の校正方法では、基準レーザの変調信号を校正対象レーザの変調信号として用いることによって、基準レーザ、及び校正対象レーザの変調信号を同期させるので、例えば、基準レーザ、及び校正対象レーザの個体差による影響で校正対象レーザの変調信号が最適とならない場合がある。そして、このような場合には、校正対象レーザは、十分な性能を発揮することができなくなるので、校正対象レーザの周波数を適切に校正することができないという問題がある。また、特許文献１に記載のレーザ装置の校正方法では、基準レーザ、及び校正対象レーザの変調信号を同期させるために校正装置の構成が複雑化するという問題がある。

さらに、周波数カウンタ１４０のゲート時間を十分に長くする方法では、周波数カウンタ１４０は、長時間の測定を行うこととなるので、例えば、温度の変化による影響などの他の要因によって、測定結果にばらつきを生じる場合があり、このような場合には、対象レーザ光源１２０の周波数を、適切に校正することができないという問題がある。

本発明の目的は、校正の対象となるレーザ光を出射する対象レーザ光源の周波数を適切に校正することができるレーザ光源の校正装置を提供することにある。

本発明のレーザ光源の校正装置は、校正の基準となるレーザ光を出射する基準レーザ光源と、校正の対象となるレーザ光を出射する対象レーザ光源と、前記基準レーザ光源、及び前記対象レーザ光源から出射されるレーザ光の光軸を一致させて出力する光学系と、前記光学系から出力されるレーザ光を電気信号に変換して周波数を測定する周波数カウンタとを備え、前記周波数カウンタによる測定結果に基づいて、前記対象レーザ光源の周波数を校正するレーザ光源の校正装置であって、前記基準レーザ光源、及び前記対象レーザ光源は、所定の中心周波数を有するレーザ光を所定の変調信号で変調して出射し、前記基準レーザ光源における変調信号の変調周波数と、前記対象レーザ光源における変調信号の変調周波数との差に相当する周期を検出する周期検出部と、前記周期検出部にて検出される周期に同期する前記周波数カウンタのゲート信号を生成する信号生成部とを備えることを特徴とする。

ここで、基準レーザ光源、及び対象レーザ光源は、所定の中心周波数を有するレーザ光を所定の変調信号で変調して出射するので、ビート周波数は、基準レーザ光源における変調信号の変調周波数と、対象レーザ光源における変調信号の変調周波数との差に相当する周期で変動する。したがって、この周期に同期する周波数カウンタのゲート信号を生成することにより、ビート周波数の変動に同期してビート周波数を測定することができる。
本発明によれば、校正装置は、周期検出部と、信号生成部とを備えるので、基準レーザ光源の変調信号を対象レーザ光源の変調信号として用いることなく、簡素な構成で対象レーザ光源の周波数を適切に校正することができる。また、ゲート信号は、周期検出部にて検出される周期、すなわち基準レーザ光源における変調信号の変調周波数と、対象レーザ光源における変調信号の変調周波数との差に相当する周期に同期しているので、校正装置は、ビート周波数の変動に同期してビート周波数を測定することができる。したがって、校正装置は、周波数カウンタによる測定結果のばらつきを抑制することができるとともに、前述の周波数カウンタのゲート時間を十分に長くする方法と比較して適切なゲート時間を設定することができる。

本発明では、前記周期検出部は、前記基準レーザ光源から出射されるレーザ光の中心周波数と、前記対象レーザ光源から出射されるレーザ光の中心周波数との差に相当する周波数の搬送波信号に基づいて、前記電気信号を周波数変調方式で復調するＦＭ復調器と、前記基準レーザ光源における変調信号の変調周波数と、前記対象レーザ光源における変調信号の変調周波数のうち、いずれか高いほうの周波数の搬送波信号に基づいて、前記ＦＭ復調器にて復調される復調信号を振幅変調方式で復調するＡＭ復調器とを備え、前記信号生成部は、前記ＡＭ復調器にて復調される復調信号に基づいて、前記周波数カウンタのゲート信号を生成することが好ましい。

本発明によれば、周期検出部は、ＦＭ（Frequency Modulation）復調器と、ＡＭ（Amplitude Modulation）復調器とを備え、信号生成部は、ＡＭ復調器にて復調される復調信号に基づいて、周波数カウンタのゲート信号を生成するので、校正装置は、基準レーザ光源における変調信号、及び対象レーザ光源における変調信号を用いることなく、対象レーザ光源の周波数を適切に校正することができる。したがって、校正装置は、対象レーザ光源における変調信号が未知の場合であっても対象レーザ光源の周波数を適切に校正することができる。

本発明の一実施形態に係るレーザ光源の校正装置を示すブロック模式図。 前記実施形態におけるビート周波数の変動を示すグラフ。 縦軸を強度とし、横軸を時間としてビート周波数の変動を示すグラフの一部を書き換えたグラフ。 前記実施形態におけるビート信号をＦＭ復調器にて復調している状態を示すグラフ。 前記実施形態におけるＦＭ復調器にて復調される復調信号をＡＭ復調器にて復調している状態を示すグラフ。 前記実施形態における信号生成部にて生成される周波数カウンタのゲート信号を示すグラフ。 信号生成部にて生成される周波数カウンタのゲート信号の一例を示すグラフ。 従来のレーザ光源の校正装置を示すブロック模式図。 基準レーザ光源から出射されるレーザ光、及び基準レーザ光源の変調信号を示すグラフ。 基準レーザ光源、及び対象レーザ光源の変調信号の変調幅、変調周波数、及び位相が一致している状態の変調信号、及びビート信号を示す図。 基準レーザ光源、及び対象レーザ光源の変調信号の変調幅、変調周波数、及び位相が一致していない状態の変調信号、及びビート信号を示す図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るレーザ光源の校正装置１を示すブロック模式図である。
レーザ光源の校正装置１は、図１に示すように、校正の基準となるレーザ光を出射する基準レーザ光源２と、校正の対象となるレーザ光を出射する対象レーザ光源３と、基準レーザ光源２、及び対象レーザ光源３から出射されるレーザ光の光軸を一致させて出力する光学系４と、光学系４から出力されるレーザ光を電気信号に変換して周波数を測定する周波数カウンタ５と、周波数カウンタ５のゲート信号を生成するゲート信号生成手段６とを備える。この校正装置１は、周波数カウンタ５による測定結果、すなわち基準レーザ光源２、及び対象レーザ光源３の周波数の差（ビート周波数）に基づいて、対象レーザ光源３の周波数を校正するものである。

基準レーザ光源２、及び対象レーザ光源３は、所定の中心周波数を有するレーザ光を所定の変調信号で変調して出射するヨウ素安定化レーザ光源で構成されている。
光学系４は、基準レーザ光源２から出射されるレーザ光Ｌ１を反射させるミラー４１と、レーザ光Ｌ１の一部を反射させるとともに、対象レーザ光源３から出射されるレーザ光Ｌ２の一部を透過させることによって、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の光軸を一致させて出力するハーフミラー４２とを備える。なお、図１では、レーザ光の光路を実線で示している。
周波数カウンタ５は、光学系４から出力されるレーザ光Ｌ３（ビート信号）を電気信号に変換する変換部５１と、ビート信号の周波数（ビート周波数）を測定するカウンタ部５２とを備える。
カウンタ部５２は、ゲート信号生成手段６にて生成されるゲート信号に応じたゲート時間内におけるビート信号のパルス数をカウントすることでビート周波数を測定する。

図２は、ビート周波数の変動を示すグラフである。なお、図２では、縦軸をビート周波数の中心周波数からの変動とし、横軸を時間としている。ここで、ビート周波数の中心周波数は、レーザ光Ｌ１の中心周波数ｆ１と、レーザ光Ｌ２の中心周波数ｆ２との差（｜ｆ１−ｆ２｜）である。また、図２では、基準レーザ光源２の変調信号Ｍ１の変調幅Ｍｗ１を６．５ＭＨｚとし、変調周波数Ｍｆ１を１０００Ｈｚとし、対象レーザ光源３の変調信号Ｍ２の変調幅Ｍｗ２を７ＭＨｚとし、変調周波数Ｍｆ２を１００５Ｈｚとしてシミュレーションしている。
そして、図２（Ａ）は、横軸を０〜０．４５ｓとした図であり、図２（Ｂ）は、横軸を０〜０．０２ｓとした図である。すなわち、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の一部を拡大した図である。
ビート周波数は、図２（Ａ）に示すように、０．２ｓの周期（１／｜Ｍｆ１−Ｍｆ２｜）の長い周期の変動を±０．５ＭＨｚ（±｜Ｍｗ１−Ｍｗ２｜）〜±１３．５ＭＨｚ（±｜Ｍｗ１＋Ｍｗ２｜）の範囲で繰り返している。
また、ビート周波数は、図２（Ｂ）に示すように、１／Ｍｆ２の周期の短い周期の変動を繰り返している。

図３は、縦軸を強度とし、横軸を時間としてビート周波数の変動を示すグラフの一部を書き換えたグラフである。なお、図３（Ａ）は、図２（Ａ）の領域Ｒ１を書き換えたグラフであり、図３（Ｂ）は、図２（Ａ）の領域Ｒ２を書き換えたグラフである。
領域Ｒ１では、ビート周波数は、図３（Ａ）に示すように、中心周波数｜ｆ１−ｆ２｜に対して、±｜Ｍｗ１−Ｍｗ２｜の範囲で１／Ｍｆ２の周期の変動を繰り返している。また、領域Ｒ２では、ビート周波数は、図３（Ｂ）に示すように、中心周波数｜ｆ１−ｆ２｜に対して、±｜Ｍｗ１＋Ｍｗ２｜の範囲で１／Ｍｆ２の周期の変動を繰り返している。

ゲート信号生成手段６は、図１に示すように、基準レーザ光源２における変調信号Ｍ１の変調周波数Ｍｆ１と、対象レーザ光源３における変調信号Ｍ２の変調周波数Ｍｆ２との差に相当する周期を検出する周期検出部６１と、周期検出部６１にて検出される周期に同期する周波数カウンタ５のゲート信号を生成する信号生成部６２とを備える。
周期検出部６１は、レーザ光Ｌ１の中心周波数ｆ１と、レーザ光Ｌ２の中心周波数ｆ２との差に相当する周波数の搬送波信号に基づいて、ビート信号に基づく電気信号を周波数変調方式で復調するＦＭ復調器６１１と、基準レーザ光源２における変調信号Ｍ１の変調周波数Ｍｆ１と、対象レーザ光源３における変調信号Ｍ２の変調周波数Ｍｆ２のうち、いずれか高いほうの周波数の搬送波信号に基づいて、ＦＭ復調器６１１にて復調される復調信号を振幅変調方式で復調するＡＭ復調器６１２とを備える。

図４は、ビート信号をＦＭ復調器６１１にて復調している状態を示すグラフである。なお、図４（Ａ）は、ビート周波数の変動であり、図４（Ｂ）は、搬送波信号であり、図４（Ｃ）は、ＦＭ復調器６１１にて復調される復調信号である。
ビート周波数の変動（図４（Ａ）参照）は、前述したように、周波数（｜ｆ１−ｆ２｜）の信号（図４（Ｂ）参照）を１／｜Ｍｆ１−Ｍｆ２｜の長い周期と、１／Ｍｆ２の短い周期とを有し、±｜Ｍｗ１−Ｍｗ２｜〜±｜Ｍｗ１＋Ｍｗ２｜の範囲で変動する信号（図４（Ｃ）参照）で周波数変調したものと考えることができる。言い換えれば、レーザ光Ｌ１の中心周波数ｆ１と、レーザ光Ｌ２の中心周波数ｆ２との差に相当する周波数の搬送波信号（図４（Ｂ）参照）に基づいて、ビート信号に基づく電気信号を周波数変調方式で復調することによって、ビート周波数の大きな変動の周期と同一の周期（１／｜Ｍｆ１−Ｍｆ２｜）を有する信号（図４（Ｃ）参照）を復調することができる。

図５は、ＦＭ復調器６１１にて復調される復調信号をＡＭ復調器６１２にて復調している状態を示すグラフである。なお、図５（Ａ）は、ＦＭ復調器６１１にて復調される復調信号であり、図５（Ｂ）は、搬送波信号であり、図５（Ｃ）は、ＡＭ復調器６１２にて復調される復調信号である。
ＦＭ復調器６１１にて復調される復調信号（図５（Ａ）参照）は、振幅Ａ１〜Ａ２の範囲で１／Ｍｆ２の周期の変動を繰り返している。したがって、変調周波数Ｍｆ２と同一の周波数で振幅Ａ１の信号（図５（Ｂ）参照）、すなわち変調周波数Ｍｆ１と、変調周波数Ｍｆ２のうち、いずれか高いほうの周波数の信号を所定の変調信号（図５（Ｃ）参照）で振幅変調したものと考えることができる。言い換えれば、変調周波数Ｍｆ２と同一の周波数で振幅Ａ１の搬送波信号（図５（Ｂ）参照）に基づいて、ＦＭ復調器６１１にて復調される復調信号を振幅変調方式で復調することによって、ビート周波数の大きな変動の周期と同一の周期（１／｜Ｍｆ１−Ｍｆ２｜）を有し、振幅をＡ２とする信号（図５（Ｃ）参照）を復調することができる。なお、振幅Ａ１，Ａ２は、以下の式（３），（４）で表すことができる。

Ａ１＝（｜Ｍｗ１＋Ｍｗ２｜＋｜Ｍｗ１−Ｍｗ２｜）／２・・・・・（３）
Ａ２＝（｜Ｍｗ１＋Ｍｗ２｜−｜Ｍｗ１−Ｍｗ２｜）／２・・・・・（４）

信号生成部６２は、ＡＭ復調器６１２にて復調される復調信号に基づいて、周波数カウンタ５のゲート信号を生成する。具体的に、信号生成部６２は、ＡＭ復調器６１２にて復調される復調信号をコンパレータ（図示略）にて方形波の信号とし、この方形波の信号を分周器（図示略）にて２分周することで周波数カウンタ５のゲート信号を生成する。

図６は、信号生成部６２にて生成される周波数カウンタ５のゲート信号を示すグラフである。なお、図６では、縦軸を電圧とし、横軸を時間としている。また、図６（Ａ）は、ＡＭ復調器６１２にて復調される復調信号であり、図６（Ｂ）は、コンパレータから出力される方形波の信号であり、図６（Ｃ）は、分周器から出力されるゲート信号である。
信号生成部６２は、図６に示すように、ＡＭ復調器６１２にて復調される復調信号（図６（Ａ）参照）の周期と同一の周期（１／｜Ｍｆ１−Ｍｆ２｜）のゲート信号（図６（Ｃ）参照）を生成する。すなわち、信号生成部６２は、周期検出部６１にて検出される周期に同期する周波数カウンタ５のゲート信号を生成する。
そして、周波数カウンタ５は、ビート周波数を繰り返し測定し、校正装置１は、レーザ光Ｌ１の中心周波数と、周波数カウンタ５による測定結果の平均値とに基づいて、レーザ光Ｌ２の中心周波数を算出することで対象レーザ光源３の周波数を校正する。また、校正装置１は、周波数カウンタ５による測定結果のばらつきに基づいて、レーザ光Ｌ２の周波数安定度を評価する。

このような本実施形態によれば以下の効果がある。
（１）校正装置１は、周期検出部６１と、信号生成部６２とを備えるので、基準レーザ光源２の変調信号を対象レーザ光源３の変調信号として用いることなく、簡素な構成で対象レーザ光源３の周波数を適切に校正することができる。また、ゲート信号は、周期検出部６１にて検出される周期、すなわち基準レーザ光源２における変調信号の変調周波数と、対象レーザ光源３における変調信号の変調周波数との差に相当する周期に同期しているので、校正装置１は、ビート周波数の変動に同期してビート周波数を測定することができる。したがって、校正装置１は、周波数カウンタ５による測定結果のばらつきを抑制することができるとともに、前述の周波数カウンタのゲート時間を十分に長くする方法と比較して適切なゲート時間を設定することができる。

（２）周期検出部６１は、ＦＭ復調器６１１と、ＡＭ復調器６１２とを備え、信号生成部６２は、ＡＭ復調器６１２にて復調される復調信号に基づいて、周波数カウンタ５のゲート信号を生成するので、校正装置１は、基準レーザ光源２における変調信号Ｍ１、及び対象レーザ光源３における変調信号Ｍ２を用いることなく、対象レーザ光源３の周波数を適切に校正することができる。したがって、校正装置１は、対象レーザ光源３における変調信号Ｍ２が未知の場合であっても対象レーザ光源３の周波数を適切に校正することができる。

〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、周期検出部６１は、ＦＭ復調器６１１と、ＡＭ復調器６１２とを備え、ビート信号に基づく電気信号を復調することで基準レーザ光源２における変調信号の変調周波数と、対象レーザ光源３における変調信号の変調周波数との差に相当する周期を検出していた。これに対して、例えば、基準レーザ光源、及び対象レーザ光源から変調信号を直接的に取得して各変調信号の変調周波数の差に相当する周期を検出してもよい。要するに、周期検出部は、基準レーザ光源における変調信号の変調周波数と、対象レーザ光源における変調信号の変調周波数との差に相当する周期を検出することができればよい。

前記実施形態では、信号生成部６２は、ＡＭ復調器６１２にて復調される復調信号をコンパレータにて方形波の信号とし、この方形波の信号を分周器にて２分周することで周波数カウンタ５のゲート信号を生成していたが、他の構成によって周波数カウンタ５のゲート信号を生成してもよい。要するに、信号生成部は、周期検出部にて検出される周期に同期する周波数カウンタのゲート信号を生成すればよい。

図７は、信号生成部にて生成される周波数カウンタのゲート信号の一例を示すグラフである。なお、図７では、縦軸を電圧とし、横軸を時間としている。また、図７（Ａ）は、ＡＭ復調器にて復調される復調信号であり、図７（Ｂ）は、コンパレータから出力される方形波の信号であり、図７（Ｃ）は、任意の周期Ｔの信号であり、図７（Ｄ）は、ゲート信号である。
例えば、信号生成部は、図７に示すように、ＡＭ復調器にて復調される復調信号をコンパレータにて方形波の信号とし、この方形波の信号と、任意の周期Ｔの信号とに基づいて、ＡＭ復調器にて復調される復調信号の周期と同一の周期（１／｜Ｍｆ１−Ｍｆ２｜）でゲート時間をＴ／２とする周波数カウンタ５のゲート信号を生成してもよい。なお、このような信号生成部は、フリップフロップなどを用いて構成することができる。

本発明は、レーザ光源の校正装置、特に基準レーザ光源、及び対象レーザ光源をヨウ素安定化レーザ光源とするレーザ光源の校正装置に好適に利用することができる。

１…校正装置
２…基準レーザ光源
３…対象レーザ光源
４…光学系
５…周波数カウンタ
６…ゲート信号生成手段
６１…周期検出部
６２…信号生成部
６１１…ＦＭ復調器
６１２…ＡＭ復調器

Claims (2)

1. 校正の基準となるレーザ光を出射する基準レーザ光源と、校正の対象となるレーザ光を出射する対象レーザ光源と、前記基準レーザ光源、及び前記対象レーザ光源から出射されるレーザ光の光軸を一致させて出力する光学系と、前記光学系から出力されるレーザ光を電気信号に変換して周波数を測定する周波数カウンタとを備え、前記周波数カウンタによる測定結果に基づいて、前記対象レーザ光源の周波数を校正するレーザ光源の校正装置であって、
   前記基準レーザ光源、及び前記対象レーザ光源は、所定の中心周波数を有するレーザ光を所定の変調信号で変調して出射し、
   前記基準レーザ光源における変調信号の変調周波数と、前記対象レーザ光源における変調信号の変調周波数との差に相当する周期を検出する周期検出部と、
   前記周期検出部にて検出される周期に同期する前記周波数カウンタのゲート信号を生成する信号生成部とを備えることを特徴とするレーザ光源の校正装置。
2. 請求項１に記載のレーザ光源の校正装置において、
   前記周期検出部は、
   前記基準レーザ光源から出射されるレーザ光の中心周波数と、前記対象レーザ光源から出射されるレーザ光の中心周波数との差に相当する周波数の搬送波信号に基づいて、前記電気信号を周波数変調方式で復調するＦＭ復調器と、
   前記基準レーザ光源における変調信号の変調周波数と、前記対象レーザ光源における変調信号の変調周波数のうち、いずれか高いほうの周波数の搬送波信号に基づいて、前記ＦＭ復調器にて復調される復調信号を振幅変調方式で復調するＡＭ復調器とを備え、
   前記信号生成部は、前記ＡＭ復調器にて復調される復調信号に基づいて、前記周波数カウンタのゲート信号を生成することを特徴とするレーザ光源の校正装置。

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