JP2011203550A - Heterodyne light source, and light absorption/light loss measuring instrument and spectroscopic analyzer using the same - Google Patents

Heterodyne light source, and light absorption/light loss measuring instrument and spectroscopic analyzer using the same Download PDF

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JP2011203550A
JP2011203550A JP2010071544A JP2010071544A JP2011203550A JP 2011203550 A JP2011203550 A JP 2011203550A JP 2010071544 A JP2010071544 A JP 2010071544A JP 2010071544 A JP2010071544 A JP 2010071544A JP 2011203550 A JP2011203550 A JP 2011203550A
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JP2010071544A
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Inventor
Chikako Ishibashi
Koichi Matsumoto
Kiyoshi Takamasu
弘一 松本
爾子 石橋
潔 高増
Original Assignee
Neoark Corp
ネオアーク株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To implement a heterodyne light source with a high output and a high frequency accuracy by using an optical frequency comb device.SOLUTION: A heterodyne light source (1) includes an optical frequency comb device (1) which generates an optical frequency comb, a first frequency variable laser (3) which generates first output light, first frequency control mechanisms (5 and 7), a second frequency variable laser (4) which generates second output light, second frequency control mechanisms (6 and 8), and an optical coupler (20) which superposes the first output light and the second output light one over the other to generate an optical output. The first frequency control mechanisms adjust a frequency of the first output light to a frequency higher than a frequency in an m-order mode of the optical frequency comb by Δin response to light resulting from superposing the first output light and the optical frequency comb one over the other. The second frequency control mechanisms adjust a frequency of the second output light to a frequency higher than a frequency in an m-order mode of the optical frequency comb by Δ(≠ Δ) in response to light resulting from superposing the second output light and the optical frequency comb one over the other.

Description

本発明は、光ヘテロダイン計測法において使用されるヘテロダイン光源に関し、特に、光周波数コム装置を用いたヘテロダイン光源に関する。 The present invention relates to a heterodyne light sources used in optical heterodyne measurement method, in particular, it relates to a heterodyne light source using an optical frequency comb device.

光コム又は光周波数コムとは、周波数軸上において等間隔な成分からなる櫛形のスペクトルを持つ光信号のことである。 The optical comb or optical frequency comb is that of an optical signal having a spectral comb consisting of equally spaced components on the frequency axis. 図1は、光周波数コムのスペクトルの例である。 Figure 1 is an example of the spectrum of optical frequency comb. 光周波数コムのn次モードの周波数f(n)は、次式で表わされる: Optical frequency comb n-order mode of the frequency f (n) is represented by the following formula:
f(n)=n・f +f f (n) = n · f r + f 0,
ここで、f は、オフセット周波数であり、f は、繰り返し周波数である。 Here, f 0 is the offset frequency, f r is the repetition frequency. 光周波数コムは、時間軸上で表わせば、超短光パルスの列となる。 Optical frequency comb is Expressed on the time axis, the sequence of ultrashort optical pulses.

近年では、極めて周波数の精度が高い(即ち、上述のオフセット周波数f 、繰り返し周波数f の精度が高い)光周波数コムを発生する光周波数コム装置が開発されている。 In recent years, very frequency is highly accurate (i.e., the offset frequency f 0 of the above, a high precision of the repetition frequency f r) optical frequency comb apparatus for generating optical frequency comb has been developed. 光周波数コム装置が達成可能な周波数の精度の高さは、協定世界時に同期した光周波数コム装置が、平成21年7月16日に、計量法第134条の規定に基づき新しい長さの特定標準器として指定されたことからも理解されよう。 Height of the optical frequency comb device is a frequency achievable accuracy, agreement optical frequency comb apparatus that is synchronized to the time of the world, March 21 July 16, weighing method specific new length in accordance with the provisions of Article 134 it will also be appreciated from the fact that has been designated as the standard. 光周波数コム装置については、例えば、特開2008−311629号公報に開示されている。 An optical frequency comb device, for example, disclosed in JP-A-2008-311629.

出願人は、光周波数コム装置を光ヘテロダイン計測法において使用される光源(ヘテロダイン光源)に応用することを検討している。 Applicant is considering applying the optical frequency comb device to the light source (heterodyne light source) used in an optical heterodyne measuring technique. 光ヘテロダイン計測法とは、概略的には、信号光と参照光とを重ね合わせて得られるビート信号から、該信号光が持っている情報を取り出す方法である。 The optical heterodyne measurement method, the schematic, the beat signal obtained by superimposing the signal light and the reference light, a method of retrieving information signal light has. 光の周波数は高いため、直接にその波形を電気的信号に変換して観測することは困難である。 Since the frequency of the light is higher, it is difficult to observe by converting directly the waveform into an electrical signal. 一方、ビート信号は、信号光と参照光の周波数の差の周波数(ヘテロダイン周波数と呼ばれる)の成分を有しているから、光の周波数よりも相当に低くできる。 On the other hand, the beat signal, because a component of the frequency difference between the frequencies of the signal light and the reference light (called heterodyne frequency), can be considerably lower than the frequency of the light. これは、ビート信号の周波数、振幅、位相は、電気的信号に変換して観測可能であることを意味している。 This is the frequency of the beat signal, the amplitude, phase, which means that it is observable by converting into an electrical signal. ビート信号から信号光が持つ情報を電気的信号として取り出すことが、光ヘテロダイン計測法の基本的原理である。 To retrieve information with the signal light from the beat signal as an electrical signal, a fundamental principle of the optical heterodyne measuring technique. 光ヘテロダイン計測法による計測対象は、広い範囲に及ぶが、例えば、距離計測、速度計測、分光分析等が挙げられる。 Measurement object by optical heterodyne measurement method is covers a wide range, for example, distance measurement, speed measurement, spectroscopy, and the like. 光ヘテロダイン計測法においては、信号光又は参照光として用いる光の周波数(即ち、波長)の安定性が重要であり、光周波数コム装置をヘテロダイン光源として用いれば、高精度の計測を実現できる可能性がある。 In the optical heterodyne measuring technique, the frequency of light used as a signal light or reference light (i.e., wavelength) is critical stability of, by using the optical frequency comb device as heterodyne light source, the possibility of realizing measurement precision there is.

光周波数コム装置をヘテロダイン光源として使用する場合における一つの問題は、大強度の光周波数コムを発生することが、実際上、困難なことである。 One problem when using the optical frequency comb device as heterodyne light source that generates optical frequency comb having a large strength, in practice, it can be difficult. 光周波数コム装置の構成としては、概略的には、チタンサファイアレーザを用いた構成と、モード同期ファイバレーザを用いた構成が挙げられる。 The configuration of the optical frequency comb device, the schematic configuration and using titanium sapphire laser, and a configuration using a mode-locked fiber laser. チタンサファイアレーザを用いた光周波数コム装置は、高出力且つ広帯域という特長を有しているが、大型で高価であり、計測装置としての実用的な応用は難しい。 Optical frequency comb device using a titanium-sapphire laser, has the advantage that high output and broadband, expensive large, it is difficult practical application as measuring device. 一方、モード同期ファイバレーザを用いた光周波数コム装置は、小型且つ安価であるが、出力が低いという問題がある。 On the other hand, the optical frequency comb device using a mode-locked fiber laser is a small and inexpensive, there is a problem the output is low.

したがって、高出力で、且つ、周波数の精度が高いヘテロダイン光源を、光周波数コム装置を用いて実現することには、技術的ニーズが存在する。 Therefore, a high output, and a high heterodyne light source frequency accuracy, to be realized by using an optical frequency comb device, there are technical needs.

特開2008−311629号公報 JP 2008-311629 JP

したがって、本発明の目的は、高出力で、且つ、周波数の精度が高いヘテロダイン光源を、光周波数コム装置を用いて実現することにある。 Accordingly, an object of the present invention is a high output, and is that the accuracy of the frequency is high heterodyne light source is realized by using an optical frequency comb device.

本発明の一の観点では、ヘテロダイン光源が、光周波数コムを生成する光周波数コム装置と、第1出力光を発生する第1周波数可変レーザと、第1周波数制御機構と、第2出力光を発生する第2周波数可変レーザと、第2周波数制御機構と、前記第1出力光と前記第2出力光とを重ね合わせて光出力を生成する光結合器とを備えている。 In one aspect of the present invention, the heterodyne light source, and an optical frequency comb apparatus for generating an optical frequency comb, a first frequency tunable laser for generating a first output light, and a first frequency control mechanism, the second output light and it includes a second variable frequency laser for generating a second frequency control mechanism, and an optical coupler are overlapped and the second output light from the first output light to generate an optical output. 第1周波数制御機構は、前記第1出力光と前記光周波数コムとを重ね合わせた第1入力光を受け取り、前記第1入力光に応答して前記第1出力光の周波数を前記光周波数コムのm 次モードの周波数からΔ だけ高い周波数に調整する。 First frequency control mechanism, the first receives the output light from the first input light superposed with the optical frequency comb, the optical frequency comb a frequency of the first output light in response to said first input optical adjusting the frequency of the m 1-order mode to a higher frequency by delta 1. 第2周波数制御機構は、前記第2出力光と前記光周波数コムとを重ね合わせた第2入力光を受け取り、前記第2入力光に応答して前記第2出力光の周波数を前記光周波数コムのm 次モードの周波数からΔ (≠Δ )だけ高い周波数に調整する。 Second frequency control mechanism, the second receives the output light and the second input light superposed with the optical frequency comb, the optical frequency comb frequencies in response the second output light to the second input light adjusting the frequency of the m 2 order mode to Δ 2 (≠ Δ 1) only higher frequencies.

このような構成のヘテロダイン光源では、Δ とΔ の差分の周波数成分を有するうなりを発生可能であり、光ヘテロダイン計測法に適用可能である。 In such an arrangement the heterodyne light source is capable of generating a beat having a difference frequency component of the delta 1 and delta 2, it is applicable to an optical heterodyne measuring technique. また、本発明のヘテロダイン光源は、光周波数コム装置とは別に第1周波数可変レーザ及び第2周波数可変レーザとが設けられ、第1周波数可変レーザ及び第2周波数可変レーザによってレーザ光出力が生成される。 Further, Heterodyne light source of the present invention, apart and a first variable frequency laser and the second frequency tunable laser is provided with an optical frequency comb device, the laser light output is generated by the first frequency tunable laser and the second frequency variable laser that. このような構成では、第1周波数可変レーザ及び第2周波数可変レーザとして高出力のレーザ(例えば、半導体レーザ)を使用することにより、光へテロダイン計測法による計測に適した高出力のレーザ光出力を生成することができる。 In such a configuration, a laser of a high output as the first frequency tunable laser and the second frequency tunable laser (e.g., semiconductor laser) by using a high output laser light output suitable for measurement by the optical heterodyne measuring technique to light it can be generated. 加えて、本発明によって光へテロダイン干渉を利用可能になると、光高周波数のスーパーヘテロダインのほかに、微弱光の光検出や、機械的振動などの影響の減少が可能になる。 In addition, it becomes available for heterodyne interference to light by the present invention, in addition to the superheterodyne Mitsutaka frequency, light detection of weak light, it is possible to decrease the influence of mechanical vibrations.

ヘテロダイン光源に含まれる周波数可変レーザ及び周波数制御機構の数は、3以上であることも可能である。 The number of variable frequency laser and frequency control mechanism included in the heterodyne light source may also be 3 or more.

一実施形態では、第1周波数制御機構が、前記第1入力光から前記第1入力光におけるうなりに対応する電気信号である第1ビート信号を取り出し、前記第1ビート信号に応答して前記第1出力光の周波数を制御するように構成され、第2周波数制御機構が、前記第2入力光から前記第2入力光におけるうなりに対応する電気信号である第2ビート信号を取り出し、前記第2ビート信号に応答して前記第2出力光の周波数を制御するように構成される。 In one embodiment, the first frequency control mechanism takes the first beat signal that is an electric signal corresponding from the first input light to the beat in the first input light, wherein in response to the first beat signal the is configured to control the frequency of the first output light, the second frequency control mechanism takes out the second beat signal is an electrical signal corresponding to the beat in the second input light from said second input light, the second configured to control the frequency of the second output light in response to the beat signal.

特定用途では、第2周波数制御機構が前記Δ を走査するように構成されていることも好ましい。 In certain applications, it is also preferable that the second frequency control mechanism is configured to scan the delta 2.

当該ヘテロダイン光源は、下記式: The heterodyne light source, the following formula:
≠m m 1 ≠ m 2
を成立させるように構成されることも好ましい。 It is also preferably configured so as to establish. この場合でも、該光周波数コム装置によって生成された光周波数コムを用いるスーパーヘテロダインによってΔ −Δ のヘテロダイン周波数のビート信号を生成可能である。 Even in this case, it is possible to generate a beat signal of the heterodyne frequency of delta 2 - [delta 1 by superheterodyne using optical frequency comb generated by optical frequency comb device.

一実施形態では、第1周波数可変レーザと第2周波数可変レーザが、半導体レーザである。 In one embodiment, the first frequency variable laser and a second variable frequency laser is a semiconductor laser.

本発明の他の観点では、光吸収計測装置が、光周波数コムとレーザ光出力とを生成し、該レーザ光出力を計測対象に入射する上記の構成のヘテロダイン光源と、前記計測対象から得られる信号光と前記光周波数コムとを重ね合わせた重ね合わせ光を受け取り、前記重ね合わせ光のうなりに対応するビート信号から前記計測対象における光吸収を計測する計測系とを具備する。 In another aspect of the present invention, the light absorption measurement apparatus generates an optical frequency comb and the laser beam output, the heterodyne light of the above configuration enters the laser beam output onto the target object is obtained from the measurement object It receives the signal light and the superimposed light are superposed and the optical frequency comb, comprising a measuring system for measuring the light absorption in the measurement target from the beat signal corresponding to the beat of the superposed light.

本発明の他の観点では、分光分析装置が、光周波数コムとレーザ光出力とを生成し、該レーザ光出力を計測対象に入射する上記の構成のヘテロダイン光源と、前記計測対象から得られる信号光と前記光周波数コムとを重ね合わせた重ね合わせ光を受け取り、前記重ね合わせ光のうなりに対応するビート信号から前記計測対象における光吸収を計測する計測装置とを具備する。 Signal In another aspect of the present invention, the spectroscopic analysis apparatus generates an optical frequency comb and the laser beam output, the heterodyne light of the above configuration enters the laser beam output onto the target object, obtained from the measurement object receive superimposed light superposed with the optical frequency comb light comprises a measuring device for measuring the light absorption in the overlay the measurement target from the beat signal corresponding to the beat light. 計測装置は、前記第2出力光の周波数を特定の周波数範囲で走査させながら前記光吸収を計測することによって前記周波数範囲における前記計測対象の光吸収スペクトルを取得し、前記光吸収スペクトルを用いて分光分析を行う。 Measuring device obtains the light absorption spectrum of the measurement target in the frequency range by measuring the light absorption while scanning the frequency of the second output light at a specific frequency range, by using the light absorption spectrum perform a spectroscopic analysis.

本発明によれば、高出力で、且つ、周波数の精度が高いヘテロダイン光源を、光周波数コム装置を用いて実現することができる。 According to the present invention, a high output, and can frequency accuracy higher heterodyne light source is realized by using an optical frequency comb device.

図1は、光周波数コムのスペクトルの例を示すグラフである。 Figure 1 is a graph showing an example of the spectrum of optical frequency comb. 図2は、本発明の一実施形態におけるヘテロダイン光源の構成を示すブロック図である。 Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a heterodyne light source in an embodiment of the present invention. 図3は、一実施形態において、光周波数コム装置が生成する光周波数コムと、各レーザダイオードが生成するレーザ光の周波数スペクトルを示すグラフである。 Figure 3 shows, in an embodiment, the optical frequency comb optical frequency comb device generates a graph showing the frequency spectrum of the laser light is the laser diodes to produce. 図4は、本実施形態のヘテロダイン光源が適用された分光分析装置の構成を示すブロック図である。 Figure 4 is a block diagram showing a configuration of a spectroscopic analyzing apparatus heterodyne light source of the present embodiment is applied. 図5は、本実施形態のヘテロダイン光源が適用された光分析装置の構成を示すブロック図である。 Figure 5 is a block diagram showing the configuration of an optical analyzer heterodyne light source of the present embodiment is applied.

図2は、本発明の一実施形態におけるヘテロダイン光源1の構成を示すブロック図である。 Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a heterodyne light source 1 according to an embodiment of the present invention. ヘテロダイン光源1は、光周波数コム装置2と、レーザダイオード(半導体レーザ)3、4と、光検出器5、6と、制御系7、8とを備えている。 Heterodyne light source 1, the optical frequency comb device 2, a laser diode (semiconductor laser) 3,4, a photodetector 5 and 6, and a control system 7,8. 光周波数コム装置2は、光周波数コムを生成し、光ファイバ11に出力する。 Optical frequency comb device 2 generates an optical frequency comb, and outputs to the optical fiber 11. 一実施形態では、光周波数コム装置2としてモード同期ファイバレーザが使用される。 In one embodiment, mode-locked fiber laser is used as an optical frequency comb device 2. レーザダイオード3は、単色のレーザ光を生成して光ファイバ12に出力し、同様に、レーザダイオード4は、単色のレーザ光を生成して光ファイバ13に出力する。 The laser diode 3 is output to the optical fiber 12 to generate a monochromatic laser light, likewise, the laser diode 4 outputs to the optical fiber 13 to generate a monochromatic laser beam. レーザダイオード3、4は、それらが生成するレーザ光の周波数(即ち、波長)が可変であるように構成されている。 The laser diode 3 and 4, the frequency of the laser beam they generate (i.e., wavelength) is configured to be variable.

図3は、光周波数コム装置2が生成する光周波数コムと、レーザダイオード3、4が生成するレーザ光の周波数スペクトルを示す図である。 Figure 3 is an optical frequency comb optical frequency comb device 2 generates a diagram showing the frequency spectrum of the laser beam from the laser diode 3 and 4 is produced. 光周波数コム装置2が生成する光周波数コムは、周波数軸上において等間隔な成分から構成されており、当該光周波数コムのn次モードの周波数f(n)は、次式で表わされる: Optical frequency comb optical frequency comb device 2 generates is composed of equally spaced components on the frequency axis, the optical frequency comb of the n-order mode of the frequency f (n) is represented by the following formula:
f(n)=n・f +f , ・・・(1) f (n) = n · f r + f 0, ··· (1)
ここで、f は、オフセット周波数であり、f は、繰り返し周波数である。 Here, f 0 is the offset frequency, f r is the repetition frequency. 一方、レーザダイオード3、4は、単一の周波数成分のレーザ光を発生する。 On the other hand, the laser diode 3 and 4, to generate a laser beam of a single frequency component. 以下では、レーザダイオード3が生成するレーザ光の周波数をf 、レーザダイオード4が生成するレーザ光の周波数をf と記載する。 The following describes f 1 the frequency of the laser light is the laser diode 3 generates a frequency of the laser beam by the laser diode 4 to produce a f 2.

レーザダイオード3が生成するレーザ光の周波数f が該光周波数コムのm 次モードの周波数f(m )と、(m +1)次モードの周波数f(m +1)の間にあるとして、差分Δ を下記のように定義する: Frequency f 1 of the laser beam is a laser diode 3 for generating the a light frequency comb of m 1 order mode frequency f (m 1), is between (m 1 +1) of the next mode frequency f (m 1 +1) as, to define the difference Δ 1 as follows:
Δ =f −f(m ). Δ 1 = f 1 -f (m 1). ・・・(2) ... (2)
同様に、レーザダイオード4が生成するレーザ光の周波数f が該光周波数コムのm 次モードの周波数f(m )と、(m +1)次モードの周波数f(m +1)の間にあるとして、差分Δ を下記のように定義する: Similarly, the frequency f of the laser diode 4 m 2 order mode of the frequency f 2 of the laser beam generating optical frequency comb (m 2), the (m 2 +1) for the next mode frequency f (m 2 +1) as in between, to define the difference delta 2 as follows:
Δ =f −f(m ). Δ 2 = f 2 -f (m 2). ・・・(3) ... (3)
ここで、m 、m は、同じであっても異なっていてもよい。 Here, m 1, m 2 may be different and the same.

式(1)、(2)によれば、レーザダイオード3、4が生成するレーザ光の周波数f 、f は、それぞれ、下記の式で表わされる。 Equation (1), according to (2), the frequency f 1, f 2 of the laser beam from the laser diode 3 and 4 are generated respectively, represented by the following formula.
=m ・f +f +Δ , ・・・(4) f 1 = m 1 · f r + f 0 + Δ 1, ··· (4)
=m ・f +f +Δ , ・・・(5) f 2 = m 2 · f r + f 0 + Δ 2, ··· (5)
一実施形態では、レーザダイオード3、4が生成するレーザ光の周波数f 、f は、数百THzのオーダーであり、繰り返し周波数f は、数十MHzから数GHzのオーダーである。 In one embodiment, the frequency f 1, f 2 of the laser beam from the laser diode 3 and 4 is produced is on the order of a few hundred THz, the repetition frequency f r, the number GHz on the order of several tens of MHz.

図2に戻り、光検出器5には、光周波数コム装置2が生成した光周波数コムとレーザダイオード3が生成したレーザ光とを重ね合わせた光が入力される。 Returning to Figure 2, the photodetector 5, light superposing the laser beam optical frequency comb and the laser diode 3 to the optical frequency comb device 2 has generated is generated is input. 詳細には、光ファイバ11に光分波器14が設けられ、光周波数コム装置2が生成した光周波数コムが分波される。 In particular, optical demultiplexer 14 is provided on the optical fiber 11, the optical frequency comb optical frequency comb device 2 has generated is demultiplexed. 同様に、光ファイバ12に光分波器15が設けられ、レーザダイオード3が生成したレーザ光が分波される。 Similarly, the optical demultiplexer 15 is provided on the optical fiber 12, laser light is the laser diode 3 generated is demultiplexed. 光分波器14、15によって分波された光周波数コム及びレーザ光は、光結合器16に入力される。 Optical frequency comb and the laser light demultiplexed by the optical demultiplexer 15 is input to the optical coupler 16. 光分波器14、15の出力と光結合器16の入力は、光ファイバで結合される。 Input output and optical coupler 16 of the optical demultiplexer 15 is coupled with the optical fiber. 光結合器16は、その出力が光検出器5に接続されており、受け取った光周波数コム及びレーザ光を合波して光検出器5に供給する。 Optical coupler 16, whose output is connected to the photodetector 5, and supplies the optical frequency comb and the laser light multiplexed by the optical detector 5 received. 光検出器5は、受け取った入力光(即ち、光周波数コム装置2が生成した光周波数コムとレーザダイオード3が生成したレーザ光とを重ね合わせた光)に対応する電気信号5aを出力する。 Light detector 5 received input light (i.e., light obtained by superimposing the laser beam optical frequency comb and the laser diode 3 to the optical frequency comb device 2 has generated is generated) outputs an electrical signal 5a corresponding to. 電気信号5aには、レーザダイオード3が発生したレーザ光の周波数f と、光周波数コムのm 次モードの周波数f(m )(=m ・f +f )との差分Δ の周波数の成分が含まれている。 The electrical signal 5a, the frequency f 1 of the laser beam is a laser diode 3 has occurred, the difference between the optical frequency comb of the m 1-order mode frequency f (m 1) (= m 1 · f r + f 0) Δ 1 It contains components of frequencies.

同様に、光検出器6には、光周波数コム装置2が生成した光周波数コムとレーザダイオード4が生成したレーザ光とを重ね合わせた光が入力される。 Similarly, the optical detector 6, the light obtained by superimposing the laser beam optical frequency comb and the laser diode 4 of the optical frequency comb device 2 has generated is generated is input. 詳細には、光ファイバ11に光分波器17が設けられ、光周波数コム装置2が生成した光周波数コムが分波される。 In particular, optical demultiplexer 17 is provided on the optical fiber 11, the optical frequency comb optical frequency comb device 2 has generated is demultiplexed. 同様に、光ファイバ13に光分波器18が設けられ、レーザダイオード4が生成したレーザ光が分波される。 Similarly, the optical demultiplexer 18 is provided on the optical fiber 13, the laser light by the laser diode 4 is generated is demultiplexed. 光分波器17、18によって分波された光周波数コム及びレーザ光は、光結合器19に入力される。 Optical frequency comb and the laser light demultiplexed by the optical demultiplexer 17 is input to the optical coupler 19. 光分波器17、18の出力と光結合器19の入力は、光ファイバで結合される。 Input output and optical coupler 19 of the optical demultiplexer 17 and 18 are combined in the optical fiber. 光結合器19は、その出力が光検出器6に接続されており、受け取った光周波数コム及びレーザ光を合波して光検出器6に出力する。 Optical coupler 19, whose output is connected to the optical detector 6 outputs an optical frequency comb and the laser beam received multiplexed by the photodetector 6. 光検出器6は、受け取った入力光(即ち、光周波数コム装置2が生成した光周波数コムとレーザダイオード4が生成したレーザ光とを重ね合わせた光)に対応する電気信号6aを出力する。 Optical detector 6, the received input light (i.e., light obtained by superimposing the laser beam optical frequency comb and the laser diode 4 is generated to the optical frequency comb device 2 has generated) outputs an electrical signal 6a corresponding to. 電気信号6aには、レーザダイオード4が発生したレーザ光の周波数f と、光周波数コムのm 次モードの周波数f(m )(=m ・f +f )との差分Δ の周波数の成分が含まれている。 The electrical signals 6a, the frequency f 2 of the laser beam by the laser diode 4 is generated, the difference between the optical frequency comb of the m 2 order mode frequency f (m 2) (= m 2 · f r + f 0) Δ 2 It contains components of frequencies.

制御系7は、レーザダイオード3が発生するレーザ光の周波数f と、光周波数コムのm 次モードの周波数f(m )との差分Δ が所望値になるようにレーザダイオード3が発生するレーザ光の周波数f を制御する。 Control system 7, the frequency f 1 of the laser beam is a laser diode 3 for generating, the laser diode 3 so that the difference delta 1 between the optical frequency comb of the m 1-order mode frequency f (m 1) becomes a desired value controlling the frequency f 1 of the generated laser beam. この制御は、光検出器5から出力される電気信号5aに応答して行われる。 This control is performed in response to an electrical signal 5a is output from the optical detector 5. 電気信号5aには差分Δ の周波数の成分が含まれているから、電気信号5aから差分Δ を検出することができる。 Since the electrical signal 5a contains the component of the frequency difference delta 1, it is possible to detect the difference delta 1 from an electrical signal 5a. 制御系7は、検出した差分Δ に応答して差分Δ が所望値になるようにレーザダイオード3が発生するレーザ光の周波数f を制御する。 Control system 7 responds to the difference delta 1 detected difference delta 1 controls the frequency f 1 of the laser beam is a laser diode 3 generates to a desired value.

同様に、制御系8は、レーザダイオード4が発生するレーザ光の周波数f と、光周波数コムのm 次モードの周波数f(m )との差分Δ が所望値になるようにレーザダイオード4が発生するレーザ光の周波数f を制御する。 Similarly, the control system 8, the frequency f 2 of the laser beam by the laser diode 4 is generated, the laser so that the difference delta 2 becomes a desired value of the optical frequency comb of the m 2 order mode frequency f (m 2) controlling the frequency f 2 of the laser light diode 4 may occur. この制御は、光検出器6から出力される電気信号6aに応答して行われる。 This control is performed in response to an electrical signal 6a outputted from the photodetector 6. 電気信号6aには差分Δ の周波数の成分が含まれているから、電気信号6aから差分Δ を検出することができる。 Since the electrical signal 6a includes the component of the frequency difference delta 2, it is possible to detect the difference delta 2 from the electric signal 6a. 制御系8は、検出した差分Δ に応答して差分Δ が所望値になるようにレーザダイオード4が発生するレーザ光の周波数f を制御する。 The control system 8, in response to the difference delta 2 detected difference delta 2 controls the frequency f 2 of the laser beam by the laser diode 4 is produced to a desired value. ここで、レーザダイオード4が発生するレーザ光の周波数f は、差分Δ が上述の差分Δ とは異なるように調節される。 Here, the frequency f 2 of the laser beam by the laser diode 4 is generated, the difference delta 2 is adjusted to be different from the difference delta 1 above.

光ファイバ11には、光周波数コム出力ポート21が設けられる。 The optical fiber 11, the optical frequency comb output port 21 is provided. 光周波数コム出力ポート21は、光周波数コム装置2によって生成された光周波数コムを外部に出力する。 Optical frequency comb output port 21 outputs the optical frequency comb generated by an optical frequency comb device 2 to the outside. 一方、光ファイバ12には、レーザダイオード3、4が発生したレーザ光を合波する光結合器20が設けられる。 On the other hand, the optical fiber 12, optical coupler 20 for multiplexing the laser light by the laser diode 3 and 4 occurs is provided. 光結合器20の出力側にレーザ光出力ポート22が設けられる。 Laser beam output port 22 is provided on the output side of the optical coupler 20. レーザ光出力ポート22は、光結合器20によって合波された光(レーザダイオード3、4が発生したレーザ光を合波して得られる光)を外部に出力する。 Laser beam output port 22 outputs are multiplexed by the optical coupler 20 the light (light from the laser diode 3 and 4 is obtained by multiplexing the laser beam generated) to the outside. 以下では、光周波数コム出力ポート21から出力される光を光周波数コム出力と呼び、レーザ光出力ポート22から出力される光をレーザ光出力と呼ぶことにする。 Hereinafter, it referred to the light output from the optical frequency comb output port 21 and the optical frequency comb output, will be the light output from the laser beam output port 22 referred to as a laser light output.

上記のように構成されたヘテロダイン光源1は、光ヘテロダイン計測法に使用可能である。 Heterodyne light source 1 configured as described above can be used in optical heterodyne measurement method. レーザ光出力ポート22から出力されたレーザ光出力を信号光の生成に用い、光周波数コム出力ポート21から出力された光周波数コム出力を参照光として用いることにより、Δ −Δ のヘテロダイン周波数の成分を有するビート信号が得られる。 A laser beam output which is outputted from the laser beam output port 22 to generate the signal light by using an optical frequency comb output which is output from the optical frequency comb output port 21 as the reference light, delta 2 - [delta 1 heterodyne frequency beat signal having the components are obtained. このビート信号から周波数f における計測対象に関する情報を得る、即ち、光ヘテロダイン計測を行うことができる。 Obtain information about the target object at the frequency f 2 from the beat signal, i.e., it is possible to perform optical heterodyne measurement. 例えば、Δ −Δ が約50kHzになるようにレーザダイオード3、4を設定すれば、ビート信号の50kHz近傍の周波数帯域の成分から周波数f における計測対象に関する情報を得ることができる。 For example, delta 2 is set to the laser diode 3 and 4 as - [delta 1 is approximately 50kHz, can be from the components of the frequency band of 50kHz vicinity of the beat signal to obtain information about the target object at the frequency f 2. このとき、制御系8によってΔ を逐次に走査すれば、計測対象から情報を得る周波数f を走査することができる。 At this time, if sequential scanning of delta 2 by the control system 8, it is possible to scan the frequency f 2 to obtain information from the measurement target.

ここで、レーザダイオード3、4が生成するレーザ光の周波数f 、f が近接していなくても、即ち、m ≠m であっても、スーパーヘテロダインによって光ヘテロダイン計測を行うことができることに留意されたい。 Here, even if no frequency f 1, f 2 of the laser beam from the laser diode 3 and 4 are generated in close proximity, i.e., even m 1 ≠ m 2, is possible to perform optical heterodyne measurement by superheterodyne it should be noted that you can. 光周波数コム出力を併用することにより、m ≠m であり、周波数f 、f が近接していなくても、ヘテロダイン周波数Δ −Δ の成分を有するビート信号が得られる。 The combined use of optical frequency comb output, a m 1 ≠ m 2, even without close frequencies f 1, f 2 is a beat signal having components of a heterodyne frequency delta 2 - [delta 1 can be obtained. これは、レーザダイオード3、4が生成すべきレーザ光の周波数f 、f の自由度が高いことを意味しており、光ヘテロダイン計測法によって計測を行う上で好適である。 This means that the degree of freedom of frequency f 1, f 2 of the laser light the laser diode 3 and 4 to be generated is high, it is preferred in carrying out the measurement by an optical heterodyne measuring technique.

本実施形態のヘテロダイン光源1の利点は、高出力で、且つ、生成した光(レーザ光出力及び光周波数コム)の周波数の精度を高くできることである。 The advantage of heterodyne light source 1 of this embodiment, a high output, and is to be a high accuracy of the frequency of the generated light (laser beam output and the optical frequency comb). 光周波数コム出力ポート21から出力される光周波数コムは、例えば光周波数コム装置2としてモード同期ファイバレーザを用いることにより、その周波数の精度を高くすることができる。 Optical frequency comb output from the optical frequency comb output port 21, for example by using a mode-locked fiber laser as an optical frequency comb device 2, it is possible to increase the accuracy of its frequency. また、レーザ光出力ポート22から出力されるレーザ光出力は、光周波数コムを基準として周波数が制御されるため、やはり、周波数の精度を高くすることができる。 The laser beam output emitted from the laser beam output port 22, since the frequency is controlled optical frequency comb as a reference, again, it is possible to increase the accuracy of the frequency. その一方で、レーザ光出力は、レーザダイオード3、4によって生成されるので、高い出力を実現できる。 On the other hand, the laser light output, because it is generated by the laser diode 3 and 4, can achieve high output. このような利点を持つ本実施形態のヘテロダイン光源1によって光ヘテロダイン干渉を利用できると、光高周波数のスーパーヘテロダインのほかに、微弱光の光検出や、機械的振動などの影響の減少が可能になる。 When such advantages available optical heterodyne interference by the heterodyne light source 1 of this embodiment having, in addition to the superheterodyne Mitsutaka frequency, light detection of weak light, a possible reduction of the influence of mechanical vibrations Become.

以上には、本発明のヘテロダイン光源の実施形態が具体的に記載されているが、本発明の実施形態は、当業者には自明な様々な変更がなされ得る。 The above, embodiments of the heterodyne light source of the present invention have been specifically described, embodiments of the present invention is obvious that various changes may be made to those skilled in the art. 例えば、レーザダイオード3、4の代わりに、他の周波数可変レーザを用いてもよい。 For example, instead of the laser diode 3 and 4, it may use other frequency tunable laser.

また、図2には、2つのレーザダイオード3、4によって生成されたレーザ光を合波してレーザ光出力を生成するヘテロダイン光源1が図示されているが、3以上のレーザダイオード(周波数可変レーザ)によって生成されたレーザ光を合波してレーザ光出力を生成してもよい。 Further, in FIG. 2, but heterodyne light source 1 for generating a laser beam output by multiplexing the laser light generated by the two laser diodes 3 and 4 are shown, three or more laser diode (variable frequency laser ) may generate laser beam output by multiplexing the laser light generated by. この場合、対応する数の光検出器及び制御系がヘテロダイン光源1に追加される。 In this case, a corresponding number of light detectors and a control system is added to the heterodyne light source 1. 例えば、周波数f のレーザ光を生成する第3のレーザダイオードが、レーザダイオード3、4に追加して設けられてもよい。 For example, a third laser diode for generating a laser beam of frequency f 3 may be provided in addition to the laser diode 3 and 4. ここで、周波数f が、光周波数コム出力のm 次モードの周波数f(m )と、(m +1)次モードの周波数f(m +1)の間にあるとして、差分Δ を Δ =f −f(m ), ・・・(6) Here, the frequency f 3, the optical frequency comb output m 3 order mode frequency f (m 3), as is between the (m 3 +1) of the next mode frequency f (m 3 +1), difference delta 3 the Δ 3 = f 3 -f (m 3), ··· (6)
として定義する。 It is defined as. この場合には、レーザ光出力から生成される信号光と光周波数コム出力とを重ね合わせた光から、Δ −Δ のヘテロダイン周波数の成分と、Δ −Δ のヘテロダイン周波数の成分とを有するビート信号が得られる。 In this case, the light obtained by superimposing the signal light and the optical frequency comb output generated from the laser light output, and components of the heterodyne frequency of the delta 2 - [delta 1, and the component of the heterodyne frequency of the delta 3 - [delta 1 beat signal having a can be obtained. ヘテロダイン周波数Δ −Δ 、及びΔ −Δ を適切に調節すれば、周波数f 、f における計測対象に関する情報が、異なる周波数帯に含まれるようなビート信号を生成することができる。 Heterodyne frequency delta 2 - [delta 1, and delta 3 by adjusting the - [delta 1 properly, information about the target object at the frequency f 2, f 3 is able to generate a beat signal as contained in the different frequency bands . これは、周波数f 、f に関する情報を同一のビート信号から得られることを意味しており、多くの情報を得る光ヘテロダイン計測を実現する上で好ましい。 This means that the obtained information about the frequency f 2, f 3 from the same beat signal, preferably in realizing optical heterodyne measurement to obtain a lot of information.

続いて、図2の構成のヘテロダイン光源1の具体的な応用例について説明する。 Next, a description will be given of a specific application of the heterodyne light source 1 of the configuration of FIG. 図2の構成のヘテロダイン光源1の好適な応用例の一つは、光吸収や光損失の計測である。 One preferred application of the heterodyne light source 1 in the configuration of FIG. 2 is a measurement of light absorption or light loss. 以下では、光吸収や光損失を計測する計測システムへのヘテロダイン光源1の応用について述べる。 Hereinafter, we describe the application of the heterodyne light source 1 to the measuring system for measuring the light absorption or light loss.

図4は、図2の構成のヘテロダイン光源1を用いた分光分析システム30の構成を示す図である。 Figure 4 is a diagram showing a configuration of a spectroscopic analysis system 30 using the heterodyne light source 1 of the configuration of FIG. 図4の分光分析システム30は、計測対象の光吸収を計測して分光分析を行う構成を有しており、ヘテロダイン光源1と計測セル31と光検出器32と信号処理装置33とを備えている。 Spectroscopic analysis system 30 of Figure 4 has a configuration of performing spectral analysis to measure the light absorption of the measurement object, and a heterodyne light source 1 and the measurement cell 31 and the photodetector 32 and the signal processing device 33 there. 計測対象は計測セル31に収容される。 The measurement object is received in the measuring cell 31.

ヘテロダイン光源1のレーザ光出力ポート22は光ファイバ34の一端に接続されており、ヘテロダイン光源1によって生成されたレーザ光出力は、光ファイバ34に入力される。 Laser beam output port 22 of the heterodyne light source 1 is connected to one end of the optical fiber 34, laser light output generated by the heterodyne light source 1 is input to the optical fiber 34. 光ファイバ34の他端から出射されたレーザ光出力は、集光レンズ35を介して計測セル31に入射される。 The other end the laser beam output emitted from the optical fiber 34 is incident on the measurement cell 31 through the condenser lens 35. レーザ光出力が計測セル31を通過すると、計測対象による光吸収が起こる。 When the laser light output passes through the measurement cell 31, light absorption by the target object takes place. 計測セル31から出射された信号光は、対物レンズ36を介して光ファイバ37に入射される。 Signal light emitted from the measurement cell 31 is made incident on the optical fiber 37 via the objective lens 36. 一方、ヘテロダイン光源1の光周波数コム出力ポート21は光ファイバ38の一端に接続されており、ヘテロダイン光源1によって生成された光周波数コム出力は、光ファイバ38に入力される。 Meanwhile, optical frequency comb output port 21 of the heterodyne light source 1 is connected to one end of the optical fiber 38, the optical frequency comb output generated by the heterodyne light source 1 is input to the optical fiber 38. 光結合器39は、計測セル31から出射された信号光と光周波数コム出力とを合波し、光ファイバ39aを介して光検出器32に送る。 Optical coupler 39 sends an exit signal light and an optical frequency comb output from the measurement cell 31 multiplexes, via the optical fiber 39a to the optical detector 32. 信号処理装置33は、光検出器32から出力される電気信号に対して分光分析のための演算処理を行う。 The signal processing unit 33 performs arithmetic processing for the spectroscopic analysis on the electrical signal output from the photodetector 32.

このような分光分析システム30の構成では、以下のようにして計測セル31に収容されている計測対象の分光分析が行われる。 In such a configuration of a spectroscopic analysis system 30, the spectroscopic analysis of the measurement object contained in the measurement cell 31 in the following it is performed. 光検出器32は、計測セル31から出射された信号光とヘテロダイン光源1によって生成された光周波数コム出力とを重ね合わせた光を受け取る。 Photodetector 32 receives the light by superposing the optical frequency comb output generated by the emitted signal light heterodyned light source 1 from the measurement cell 31. したがって、光検出器32から出力される電気信号は、ヘテロダイン周波数Δ −Δ の成分を有するビート信号を含んでいる。 Therefore, the electric signal output from the photodetector 32 includes a beat signal having components of a heterodyne frequency Δ 21. このビート信号から、信号処理装置33は、計測セル31の計測対象の周波数f における光吸収を得ることができる。 This beat signal, the signal processing device 33 can obtain the light absorption in the frequency f 2 of the measurement object of the measurement cell 31. このとき、差分Δ を所望の範囲で走査すれば、即ち、ヘテロダイン光源1のレーザダイオード4が生成するレーザ光の周波数f を所望の周波数範囲で走査すれば、当該周波数範囲における光吸収スペクトルを得ることができる。 In this case, if scanning the difference delta 2 in the desired range, i.e., if the scanning frequency f 2 of the laser beam by the laser diode 4 of the heterodyne light source 1 is produced in the desired frequency range, the light absorption spectra in the frequency range it is possible to obtain. 得られた光吸収スペクトルを用いて計測セル31内の計測対象の分光分析を行うことができる。 The resulting light absorption spectra can be carried out spectroscopic analysis of the measurement object in the measurement cell 31 used.

一方、図5は、図2の構成のヘテロダイン光源1を用いた光損失計測システム40の構成を示す図である。 On the other hand, FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an optical loss measurement system 40 using a heterodyne light source 1 of the configuration of FIG. 図5の光損失計測システム40は、計測対象である光デバイス41で発生する光損失を計測する構成を有しており、ヘテロダイン光源1と光検出器42と信号処理装置43とを備えている。 Optical loss measurement system 40 of FIG. 5 has a configuration to measure the light loss caused by the optical device 41 to be measured, and a heterodyne light source 1 and the photodetector 42 and the signal processing device 43 .

ヘテロダイン光源1のレーザ光出力ポート22は光ファイバ44の一端に接続されており、ヘテロダイン光源1によって生成されたレーザ光出力は、光ファイバ44に入力される。 Laser beam output port 22 of the heterodyne light source 1 is connected to one end of the optical fiber 44, laser light output generated by the heterodyne light source 1 is input to the optical fiber 44. 光ファイバ44の他端は、光サーキュレータ45の第1のポートに接続されている。 The other end of the optical fiber 44 is connected to a first port of the optical circulator 45. 光サーキュレータ45の第2のポートは、光ファイバ46を介して光デバイス41に接続される。 The second port of the optical circulator 45 is connected to the optical device 41 through the optical fiber 46. 光サーキュレータ45の第3のポートは、光ファイバ47を介して光結合器48に接続される。 A third port of the optical circulator 45 through an optical fiber 47 connected to the optical coupler 48. 光サーキュレータ45は、ヘテロダイン光源1によって生成されたレーザ光出力を光ファイバ46を介して光デバイス41に送ると共に、光デバイス41から返ってきた信号光を光ファイバ47を介して光結合器48に送る。 Optical circulator 45, the laser light output generated by the heterodyne light source 1 and sends to the optical device 41 through an optical fiber 46, the signal light returned from the optical device 41 to the optical coupler 48 through the optical fiber 47 send. 一方、ヘテロダイン光源1の光周波数コム出力ポート21は光ファイバ49の一端に接続されており、ヘテロダイン光源1によって生成された光周波数コム出力は、光ファイバ49に入力される。 Meanwhile, optical frequency comb output port 21 of the heterodyne light source 1 is connected to one end of the optical fiber 49, the optical frequency comb output generated by the heterodyne light source 1 is input to the optical fiber 49. 光結合器48は、光デバイス41から出射された信号光と光周波数コム出力とを合波し、光ファイバ50を介して光検出器42に送る。 Optical coupler 48 sends a signal light emitted from the optical device 41 and the optical frequency comb output multiplexes, to the light detector 42 via the optical fiber 50. 信号処理装置43は、光検出器42から出力される電気信号に対して光損失計測のための演算処理を行う。 The signal processing unit 43 performs arithmetic processing for the optical loss measurement on the electrical signal output from the photodetector 42.

このような光損失計測システム40の構成では、以下のようにして光デバイス41における光損失の計測が行われる。 In such a light loss measuring system 40 configuration, the measurement of the optical loss in the optical device 41 is performed as follows. 光検出器42は、光デバイス41から出射された信号光とヘテロダイン光源1によって生成された光周波数コム出力とを重ね合わせた光を受け取る。 Photodetector 42 receives the light by superposing the optical frequency comb output generated by the emitted signal light and heterodyne source 1 from the optical device 41. したがって、光検出器42から出力される電気信号は、ヘテロダイン周波数Δ −Δ の成分を有するビート信号を含んでいる。 Therefore, the electric signal output from the photodetector 42 includes a beat signal having components of a heterodyne frequency Δ 21. このビート信号から、信号処理装置43は、光デバイス41の周波数f における光損失を得ることができる。 This beat signal, the signal processing device 43 can obtain the optical loss at the frequency f 2 of the optical device 41. このとき、ヘテロダイン光源1のレーザダイオード4が生成するレーザ光の周波数f を所望の周波数範囲で走査すれば、当該周波数範囲における光損失の周波数特性を得ることができる。 At this time, if the scanning frequency f 2 of the laser beam by the laser diode 4 of the heterodyne light source 1 is produced in the desired frequency range, it is possible to obtain a frequency characteristic of the optical loss in the frequency range.

この光損失計測システムにおいて、光デバイス41の代わりに光ネットワークを接続すれば、当該光ネットワークの周波数f における光吸収を計測できる。 In this optical loss measuring system, by connecting the optical network in place of the optical device 41 can measure the light absorption at the frequency f 2 of the optical network. また、光デバイス41の代わりに様々な計測対象を接続すれば、当該計測対象の光損失を計測することができる。 Further, by connecting the various measurement target in place of the optical device 41, it is possible to measure the optical loss of the measurement object.

以上には、光吸収の計測のための計測システムの構成を提示したが、本発明のヘテロダイン光源は、他にも、光ヘテロダイン計測法による様々な計測に応用できる。 The above has presented the configuration of a measurement system for measurement of light absorption, heterodyne light source of the present invention, other features, can be applied to various measurement by the optical heterodyne measuring technique. 例えば、本発明のヘテロダイン光源は、光ヘテロダイン計測法による物体の速度の計測にも適用可能である。 For example, a heterodyne light source of the present invention is also applicable to the measurement of the speed of the object by the optical heterodyne measuring technique.

1:ヘテロダイン光源 2:光周波数コム装置 3、4:レーザダイオード 5、6:光検出器 5a、6a:電気信号 7、8:制御系 11、12、13:光ファイバ 14、15、17、18:光分波器 16、19、20:光結合器 21:光周波数コム出力ポート 22:レーザ光出力ポート 30:分光分析システム 31:計測セル 32:光検出器 33:信号処理装置 34、37、38:光ファイバ 35:集光レンズ 36:対物レンズ 39:光結合器 39a:光ファイバ 40:光損失計測システム 41:光デバイス 42:光検出器 43:信号処理装置 44:光ファイバ 45:光サーキュレータ 46:光ファイバ 47:光ファイバ 48:光結合器 49、50:光ファイバ 1: Heterodyne light source 2: optical frequency comb device 3, 4: laser diode 5, 6: optical detectors 5a, 6a: electrical signals 7,8: control system 11, 12, 13: optical fiber 14,15,17,18 : optical demultiplexer 16,19,20: optical coupler 21: optical frequency comb output port 22: laser beam output port 30: spectrometry system 31: the measurement cell 32: the photodetector 33: signal processing device 34, 37, 38: optical fiber 35: condensing lens 36: objective lens 39: optical coupler 39a: optical fiber 40: light loss measurement system 41: optical device 42: light detector 43: signal processing device 44: optical fiber 45: light circulator 46: optical fiber 47: optical fiber 48: light coupler 49, 50: optical fiber

Claims (7)

  1. 光周波数コムを生成する光周波数コム装置と、 And an optical frequency comb apparatus for generating an optical frequency comb,
    第1出力光を発生する第1周波数可変レーザと、 A first frequency tunable laser for generating a first output light,
    前記第1出力光と前記光周波数コムとを重ね合わせた第1入力光を受け取り、前記第1入力光に応答して前記第1出力光の周波数を前記光周波数コムのm 次モードの周波数からΔ だけ高い周波数に調整する第1周波数制御機構と、 Said first receives the output light from the first input light superposed with the optical frequency comb, the frequency of the m 1-order mode of the optical frequency comb frequencies in response said first output light to the first input light a first frequency control mechanism for adjusting the high frequency by delta 1 from
    第2出力光を発生する第2周波数可変レーザと、 A second frequency tunable laser for generating a second output light,
    前記第2出力光と前記光周波数コムとを重ね合わせた第2入力光を受け取り、前記第2入力光に応答して前記第2出力光の周波数を前記光周波数コムのm 次モードの周波数からΔ (≠Δ )だけ高い周波数に調整する第2周波数制御機構と、 The second receives the output light and the second input light superposed with the optical frequency comb, the frequency of the m 2-order mode of the optical frequency comb a frequency of the second output light in response to the second input light a second frequency control mechanism for adjusting the Δ 2 (≠ Δ 1) only high frequencies from
    前記第1出力光と前記第2出力光とを重ね合わせて光出力を生成する光結合器とを備える ヘテロダイン光源。 The heterodyne light source and a light coupler first in the output light by superimposing said second output light to generate an optical output.
  2. 請求項1に記載のヘテロダイン光源であって、 A heterodyne light source according to claim 1,
    前記第1周波数制御機構が、前記第1入力光から前記第1入力光におけるうなりに対応する電気信号である第1ビート信号を取り出し、前記第1ビート信号に応答して前記第1出力光の周波数を制御するように構成され、 The first frequency control mechanism takes the first beat signal that is an electric signal corresponding to the beat in the first input light from the first input light, of the first output light in response to the first beat signal It is configured to control the frequency,
    前記第2周波数制御機構が、前記第2入力光から前記第2入力光におけるうなりに対応する電気信号である第2ビート信号を取り出し、前記第2ビート信号に応答して前記第2出力光の周波数を制御するように構成された ヘテロダイン光源。 The second frequency control mechanism takes out the second beat signal is an electrical signal corresponding to the beat in the second input light from said second input light, the second output light in response to said second beat signal configured heterodyne light source so as to control the frequency.
  3. 請求項1又は2のいずれかに記載のヘテロダイン光源であって、 A heterodyne light source according to claim 1 or 2,
    前記第2周波数制御機構が、前記Δ を走査するように構成された ヘテロダイン光源。 The heterodyne light source second frequency control mechanism, which is configured to scan the delta 2.
  4. 請求項1乃至3のいずれかに記載のヘテロダイン光源であって、 A heterodyne light source according to any one of claims 1 to 3,
    下記式: The following formula:
    ≠m m 1 ≠ m 2
    を成立させる ヘテロダイン光源。 Heterodyne light source to establish the.
  5. 請求項1又は2に記載のヘテロダイン光源であって、 A heterodyne light source according to claim 1 or 2,
    前記第1周波数可変レーザと前記第2周波数可変レーザが、半導体レーザである ヘテロダイン光源。 The first frequency tunable laser and the second variable frequency laser, a heterodyne light source is a semiconductor laser.
  6. 光周波数コムとレーザ光出力とを生成し、前記レーザ光出力を計測対象に入射するヘテロダイン光源と、 A heterodyne light source for generating a laser light output optical frequency comb is incident the laser beam output onto the target object,
    前記計測対象から得られる信号光と前記光周波数コムとを重ね合わせた重ね合わせ光を受け取り、前記重ね合わせ光のうなりに対応するビート信号から前記計測対象における光吸収又は光損失を計測する計測系とを具備し、 Wherein the resulting signal light from the measurement target receives the optical frequency comb and the superimposed overlay optical measurement system for measuring the light absorption or light loss in the measurement target from the beat signal corresponding to the beat of the superposition optical provided with a door,
    前記ヘテロダイン光源が、 The heterodyne light source,
    前記光周波数コムを生成する光周波数コム装置と、 And an optical frequency comb device for generating the optical frequency comb,
    第1出力光を発生する第1周波数可変レーザと、 A first frequency tunable laser for generating a first output light,
    前記第1出力光と前記光周波数コムとを重ね合わせた第1入力光を受け取り、前記第1入力光に応答して前記第1出力光の周波数を前記光周波数コムのm 次モードの周波数からΔ だけ高い周波数に調整する第1周波数制御機構と、 Said first receives the output light from the first input light superposed with the optical frequency comb, the frequency of the m 1-order mode of the optical frequency comb frequencies in response said first output light to the first input light a first frequency control mechanism for adjusting the high frequency by delta 1 from
    第2出力光を発生する第2周波数可変レーザと、 A second frequency tunable laser for generating a second output light,
    前記第2出力光と前記光周波数コムとを重ね合わせた第2入力光を受け取り、前記第2入力光に応答して前記第2出力光の周波数を前記光周波数コムのm 次モードの周波数からΔ (≠Δ )だけ高い周波数に調整する第2周波数制御機構と、 The second receives the output light and the second input light superposed with the optical frequency comb, the frequency of the m 2-order mode of the optical frequency comb a frequency of the second output light in response to the second input light a second frequency control mechanism for adjusting the Δ 2 (≠ Δ 1) only high frequencies from
    前記第1出力光と前記第2出力光とを重ね合わせて前記レーザ光出力を生成する光結合器とを備える 光吸収/損失計測装置。 Optical absorption / loss measuring device and an optical coupler for generating the laser beam output by superimposing said second output light and the first output light.
  7. 光周波数コムとレーザ光出力とを生成し、前記レーザ光出力を計測対象に入射するヘテロダイン光源と、 A heterodyne light source for generating a laser light output optical frequency comb is incident the laser beam output onto the target object,
    前記計測対象から得られる信号光と前記光周波数コムとを重ね合わせた重ね合わせ光を受け取り、前記重ね合わせ光のうなりに対応するビート信号から前記計測対象における光吸収を計測する計測装置とを具備し、 Wherein the resulting signal light from the measurement target receives the optical frequency comb and the superimposed overlay light, and a measuring device for measuring the light absorption in the overlay the measurement target from the beat signal corresponding to the beat light and,
    前記ヘテロダイン光源が、 The heterodyne light source,
    前記光周波数コムを生成する光周波数コム装置と、 And an optical frequency comb device for generating the optical frequency comb,
    第1出力光を発生する第1周波数可変レーザと、 A first frequency tunable laser for generating a first output light,
    前記第1出力光と前記光周波数コムとを重ね合わせた第1入力光を受け取り、前記第1入力光に応答して前記第1出力光の周波数を前記光周波数コムのm 次モードの周波数からΔ だけ高い周波数に調整する第1周波数制御機構と、 Said first receives the output light from the first input light superposed with the optical frequency comb, the frequency of the m 1-order mode of the optical frequency comb frequencies in response said first output light to the first input light a first frequency control mechanism for adjusting the high frequency by delta 1 from
    第2出力光を発生する第2周波数可変レーザと、 A second frequency tunable laser for generating a second output light,
    前記第2出力光と前記光周波数コムとを重ね合わせた第2入力光を受け取り、前記第2入力光に応答して前記第2出力光の周波数を前記光周波数コムのm 次モードの周波数からΔ (≠Δ )だけ高い周波数に調整する第2周波数制御機構と、 The second receives the output light and the second input light superposed with the optical frequency comb, the frequency of the m 2-order mode of the optical frequency comb a frequency of the second output light in response to the second input light a second frequency control mechanism for adjusting the Δ 2 (≠ Δ 1) only high frequencies from
    前記第1出力光と前記第2出力光とを重ね合わせて前記レーザ光出力を生成する光結合器とを備え、 And an optical coupler for generating the laser beam output by superimposing said second output light and the first output light,
    前記計測装置が、前記第2出力光の周波数を特定の周波数範囲で走査させながら前記光吸収を計測することによって前記周波数範囲における前記計測対象の光吸収スペクトルを取得し、前記光吸収スペクトルを用いて分光分析を行う 分光分析装置。 The measuring device, the acquired light absorption spectrum of the measurement target in the frequency range by the frequency of the second output light to measure the light absorption while scanning at a particular frequency range, using the light absorption spectrum spectrometer for performing spectral analysis Te.
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