JP2022047249A - 光コム発生器及びレーザードップラー振動計 - Google Patents

Abstract

【課題】単一の変調器で多数のモードを有する広帯域の光コムを生成することを可能にした光コム発生器を提供する。【解決手段】第１正弦波電気信号を振幅制御して第３変調信号を生成し、第１正弦波電気信号の２倍の周波数を有する第２正弦波電気信号を振幅制御しかつ第２正弦波信号の位相を第１位相だけシフトさせて第４変調信号を生成し、第３変調信号と第４変調信号とを合成して第１変調信号を生成し、それをマッハツェンダ変調器の第１電極に印加する第１変調信号生成部と、第１変調信号を振幅制御しかつ第１変調信号の位相を第２位相だけシフトさせて第２変調信号を生成し、それをマッハツェンダ変調器の第２電極に印加する第２変調信号生成部とを有する。【選択図】 図６

Description

本発明は、等しい周波数間隔を持った線スペクトル列の光を発生する光コム発生器と、その光コム発生器を用いたレーザードップラー振動計とに関する。

レーザードップラー振動計は、光のドップラー効果を利用して非接触で振動を測定する振動計である。振動物体に光を照射した際に発生する散乱光のドップラー効果由来の周波数変化量を検知することによって振動を測定することが可能となる。レーザードップラー振動計は非接触の測定が可能であるため、遠方の物体や高温・高磁場下の物体の振動測定も可能である。このような利点を活かし、工場やプラント内設備の予知保全用途やインフラ・ストラクチャーの点検用途として近年活躍が期待されている。

図１は一般的な従来のレーザードップラー振動計の構成を示している。当該図１のレーザードップラー振動計は特許文献１の図１に示された振動計に相当する。レーザー光源１０１は中心周波数ｆ_０を有する直線偏光の連続光を発光する。レーザー光源１０１から出射された直線偏光の連続光はカプラ１０２によって２つの光に分岐され、一方は測定対象１１１に照射するための測定光、他方は後述する散乱光と干渉させるための局発光として用いられる。測定光は偏波ビームスプリッタ１０３を通過してλ／４波長板１０４に入射する。λ／４波長板１０４は入射した直線偏光を円偏光に変換し、その円偏光の測定光をセンサーヘッド１０５に対して出射する。センサーヘッド１０５は円偏光の測定光を空間に出射し、それを測定対象１１１に照射する。

測定対象１１１に照射された測定光によって測定対象１１１からは散乱光が発生する。このときの散乱光の偏光状態は、照射された測定光に対して反対回りの円偏光となる。散乱光の一部はセンサーヘッド１０５によって捕捉され、捕捉された散乱光はセンサーヘッド１０５から測定光とは逆に光学系を伝搬し、λ／４波長板１０４によって円偏光から直線偏光に変換される。このときの直線偏光の向きは、偏波ビームヌプリッタ１０３の出力時の測定光の向きに対して垂直となるため、散乱光は偏波ビームスプリッタ１０３によって反射され、光位相検出回路１０７に入射される。一方、局発光は周波数シフタ１０６によってｆ_shiftだけ周波数シフトされた後、光位相検出回蹉１０７に入射される。周波数シフタ１０６の入力光のスペクトルは図２（ａ）に示され、出力光のスペクトルは図２（ｂ）に示される。光位相検出回路１０７の出力光は受光器１０８によって光電変換され、アナログの電圧信号となる。その電圧信号はアナログ・デジタル変換器１０９によってデジタル化された後、信号処理回路１１０に供給される。信号処理回路１１０からは光の位相、すなわち振動の情報が得られる。

図１から分かるように、従来のレーザードップラー振動計の測定対象１１１は一箇所に限定される。そのため、複数箇所の振動を測定するためには複数台のレーザードップラー振動計が必要であった。

しかしながら、レーザードップラー振動計は数百万円と極めて高額であるため複数箇所の振動測定は現実的でなかった。高価な理由としては、コヒーレント検波で必須となる位相雑音特性が良好なレーザー光源が高価であるからと考えられている。そこで、単一の高価なレーザー光源だけを用い、複数のセンサーヘッドを備えて複数点での振動測定が可能な多点型レーザードップラー振動計が可能となれば、大幅なコストダウンが期待できる。

多点計測可能なレーザードップラー振動計として、光コムを活用した手法が例えば、引用文献２に提案されている。光コムとは図３に示されたように等しい周波数間隔を持った線スペクトル列の光である。ここで各スペクトルをモードと称する。引用文献２に開示された多点計測型のレーザードップラー振動計では、測定光と局発光とを光コムに変換し、かつ測定光と局発光との光コムの周波数間隔の差をマイクロ波領域の周波数にすることによって多点計測が可能となる。光周波数領域のコムをマイクロ波周波数領域のコムに変換して検出する方式は一般にマルチヘテロダイン検出と呼ばれる（非特許文献１参照）。

特開２００１－１５９５６０号公報 特開２０１０－２６１９１１号公報

「高安定光周波数シンセサイザーとその応用」、大久保章、産総研計量標準報告Ｖｏｌ．９，Ｎｏ．１ 「周波数コム発生による光コヒーレント・トモグラフィの研究」、黒川隆志、中谷電子計測技術振興財団年報、２００６年２０号 「位相変調器を用いた高繰り返し短パルスファイバーレーザー」、諸橋功、ファイバーレーザー研究の最前線４２巻９号（２０１３）

光コム生成手法には、例えば図４に示すような２段直列接続の光位相変調器を用いる手法が提案されている（非特許文献２参照）。この光位相変調器は、駆動電気信号によって入力光の位相を変調し出力する素子である。図４に示されたように、各々の光位相変調器の駆動電気信号は以下の式で表される。ここで、φ₁、φ₂は変調度、Ωは変調角周波数、ｔは時間、θは位相である。

φ₁sinΩt ・・・（１）
φ₂sin(２Ωt＋θ) ・・・（２）
これらの電気信号によって駆動された２台の光位相変調器を通過した光の電場は以下の式（３）で表される。

ここで、ｊは虚数単位、Ｊ_ｍはｍ次のベッセル関数である。この出力光のスペクトルは図４の(b)に示されたようになり、広帯域かつ平坦な光コムが得られることが分かる。

しかしながら、上記した光コム生成手法を用いた装置では、光コムの生成に２台の光位相変調器を用いる必要があるため、装置が複雑かつ高価になってしまうという課題が生じていた。そこで、１台の変調器を用いて光コムを生成する手法として、マッハツェンダ変調器を用いる手法が提案されている（非特許文献３参照）。本手法では、図５（ａ）に示されるように両アームに独立の変調電極を有するマッハツェンダ変調器ＭＺＭが用いられ、その両アームに次の式（４）及び（５）に示す如き正弦波電気信号が各々印加される。

φ₁sinΩt ・・・（４）
φ₂sinΩt ・・・（５）
マッハツェンダ変調器ＭＺＭに入力された連続光はそれぞれのアームで変調を受け、さらに直流バイアスＢｉａｓにより位相差Δθ＝θ_１－θ_２を与えられた後、合波される。その結果出力光の光電場は以下の式（６）のようになる。

ここで、Δφ＝φ₁－φ₂としたとき
Δφ±Δθ＝Π/２ ・・・（７）
の関係が満たされる場合においては、出力される光コムは平坦化されることが示されている。以上のようにして、１台の変調器で光コムを生成することが可能となる。

しかしながら、本手法で生成可能な光コムのモードの数は図５から１７個と読み取れる。例えば、設備の予知保全用途では測定可能な個数が大きいほど好ましいため、広帯域の光コムにしてモード数を更に増大させることが望まれている。

そこで、本発明の目的は、このような課題に着目し、単一の変調器で広帯域の光コムを生成することを可能にした光コム発生器を提供し、また、そのような光コム発生器を用いて簡素かつ安価な構成のレーザードップラー振動計を提供することである。

本発明の光コム発生器は、光入力に各々の一端が結合しかつ光出力に各々の他端が結合した第１光導波路及び第２光導波路と、前記第１光導波路及び前記第２光導波路との各々に設けられた第１電極及び第２電極と、を有するマッハツェンダ変調器と、前記第１電極に第１変調信号を印加しかつ前記第２電極に第２変調信号を印加する信号生成部と、を備えた光コム発生器であって、前記信号生成部は、第１正弦波電気信号を振幅制御して第３変調信号を生成し、前記第１正弦波電気信号の２倍の周波数を有する第２正弦波電気信号を振幅制御しかつ前記第２正弦波信号の位相を第１位相だけシフトさせて第４変調信号を生成し、前記第３変調信号と前記第４変調信号とを合成して前記第１変調信号を生成する第１変調信号生成部と、前記第１変調信号を振幅制御しかつ前記第１変調信号の位相を第２位相だけシフトさせて前記第２変調信号を生成する第２変調信号生成部と、を有すること特徴としている。

本発明のレーザードップラー振動計は、レーザー光を測定光と局発光とに分岐させるカプラと、前記測定光を入力し、当該入力測定光を光コムの測定光に変換して出力する第１光コム発生器と、前記光コムの測定光を前記光コムのモード各々で割り当てられた複数のセンサーヘッドを介して各々の測定対象に照射し、当該照射によって前記複数のセンサーヘッドの各々で捕捉された前記測定対象からの前記モード各々の散乱光を集光する測定光学系と、前記局発光を入力し、当該入力局発光を前記光コムの局発光に変換して出力する第２光コム発生器と、前記光コムの前記局発光を周波数シフトさせる周波数シフタと、前記周波数シフト後の前記光コムの前記局発光と前記測定光学系で集光された前記散乱光との光位相差を各々検出する光位相検出部と、前記光位相検出部によって検出された前記光位相差の各々を電気信号に変換して振動情報を得る電気処理系と、を備えた多点計測型のレーザードップラー振動計であって、前記第１光コム発生器及び前記第２光コム発生器の各々は、光入力に各々の一端が結合しかつ光出力に各々の他端が結合した第１光導波路及び第２光導波路と、前記第１光導波路及び前記第２光導波路との各々に設けられた第１電極及び第２電極と、を有するマッハツェンダ変調器と、前記第１電極に第１変調信号を印加しかつ前記第２電極に第２変調信号を印加する信号生成部と、を備え、前記信号生成部は、第１正弦波電気信号を振幅制御して第３変調信号を生成し、前記第１正弦波電気信号の２倍の周波数を有する第２正弦波電気信号を振幅制御しかつ前記第２正弦波信号の位相を第１位相だけシフトさせて第４変調信号を生成し、前記第３変調信号と前記第４変調信号とを合成して前記第１変調信号を生成する第１変調信号生成部と、前記第１変調信号を振幅制御しかつ前記第１変調信号の位相を第２位相だけシフトさせて前記第２変調信号を生成する第２変調信号生成部と、を有すること特徴としている。

本発明の光コム発生器によれば、マッハツェンダ変調器を駆動するための第１及び第２変調信号を適切に設定し得るので、単一のマッハツェンダ変調器でモード数が多数となる広帯域の光コムを生成することができる。そのような単一のマッハツェンダ変調器を含む光コム発生器を用いた本発明のレーザードップラー振動計によれば、従来よりも簡素かつ安価な構成で多点計測をすることができる。

従来のレーザードップラー振動計の構成を示すブロック図である。 図１の振動計内の周波数シフタの入力光及び出力光の各々のスペクトルを示す図である。 光コムのスペクトル列を示す図である。 非特許文献２の図３に示された変調器二段直列接続の構成で発生する光周波数コムである。 非特許文献３の図２に示されたマッハツェンダ型超平坦光コム発生器（ＭＺ－ＦＣＧ）の原理と、非特許文献３の図３（ｂ）に示されたＭＺ－ＦＣＧにより発生された光コムのスペクトルとである。 本発明による光コム発生器の基本構成を示す図である。 図６の光コム発生器の構成を具体的に示すブロック図である。 図６及び図７の光コム発生器を用いた多点計測型のレーザードップラー振動計の構成を示すブロック図である。 図８の振動計内の測定光、局発光、及び光位相検出回路の出力光の各々のスペクトルを示す図である。 本発明による光コム発生器においてシミュレーションによるパラメータの最適化を行った場合のコムのパワースペクトルを示す図と、従来の場合のコムのパワースペクトルを示す図である。

以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図６は本発明による光コム発生器の変調部６００の基本構成を示している。かかる光コム発生器の変調部６００は、２つの光導波路６０１、６０２を備えたマッハツェンダ変調器である。すなわち、光導波路６０１、６０２はその両端側で各々結合し、入力光を２つの光導波路６０１、６０２に分岐し、２つの光導波路６０１、６０２を再び合波して光出力するマッハツェンダ型光干渉計が構成されている。第１光導波路（アーム）を構成する光導波路６０１には、一方の変調信号電圧が印加される電極６１１（第１電極）が設けられ、第２光導波路（アーム）を構成する光導波路６０２には干渉計の位相差を調整するために他方の変調信号電圧が印加される電極６１２（第２電極）が設けられている。これら電圧を印加することにより光導波路６０１、６０２を伝搬する光に位相変化を与え、発生した位相差に応じて出力される光強度及び光位相を変化させて、変調動作を実現している。

本発明による光コム発生器は、かかる単一のマッハツェンダ変調器６００を用いて広帯域の光コムの生成を行う。電極６１１には式(８)に示される変調電圧（第１変調信号）が印加され、電極６１２には式(９)に示される変調電圧（第２変調信号）が印加される。

a sin ωt＋b sin(2ωt＋θ) ・・・（８）
M[a sin(ωt＋δ)＋b sin(2ωt＋θ＋δ)] ・・・(９)
ここで、変調周波数ｆはｆ＝ω/2Πであり、アレイ導波路回折格子（後述する図８の８０６）で分配可能な周波数領域(１０ＧＨｚ程度)である。またＭは両アームの電圧比を決定するための正の定数、ａ，ｂは変調度、θ，δは位相である。

式（８）、（９）で示した変調信号を生成する信号生成部は、図７に示された構成を備えている。変調信号生成部は、周波数発信器７０１、分配器７０２、７１２、増幅器７０３、７０７、７１３、フィルタ７０４、７０８、減衰器７０５、７０９、７１４、周波数ダブラ７０６、位相シフタ７１０、７１５、合成器７１１を備えている。式（８）で表される第１変調信号を生成する部分７０１～７１２が第１変調信号生成部であり、式（９）で表される第２変調信号を生成する部分７１３～７１５が第２変調信号生成部である。

周波数発信器７０１は上述した周波数ｆを有する正弦波電気信号（第１正弦波電気信号）を発信する。分配器７０２は周波数発信器７０１に接続され、周波数発信器７０１から発信された電気信号を２つに分配する。増幅器７０３は分配器７０２の一方の出力に接続され、分配された電気信号を増幅する。増幅器７０３の出力にはフィルタ７０４が接続され、フィルタ７０４は周波数ｆを含む第１の特定周波数帯域の信号を通過させる。フィルタ７０４の出力には減衰器７０５が接続され、減衰器７０５によって信号レベルが減衰される。周波数ダブラ７０６は分配器７０２の他方の出力に接続され、分配された正弦波電気信号の周波数ｆを２倍した周波数２ｆを有する正弦波電気信号（第２正弦波電気信号）に変換する。増幅器７０７は周波数ダブラ７０６の出力に接続され、周波数２ｆの電気信号を増幅する。増幅器７０７の出力にはフィルタ７０８が接続され、フィルタ７０８は周波数２ｆを含む第２の特定周波数帯域の信号を通過させる。フィルタ７０８の出力には減衰器７０９が接続され、減衰器７０９によって信号レベルが減衰される。位相シフタ７１０は減衰器７０９の出力に接続され、減衰器７０９から出力された電気信号の位相をθ（第１位相）だけシフトさせる。

合成器７１１は減衰器７０５の出力信号と位相シフタ７１０の出力信号とを合成する。合成器７１１の出力には分配器７１２が接続されている。分配器７１２は合成器７１１から出力された電気信号を２つに分配する。分配器７１２の一方の出力に電極６１１が接続されている。分配器７１２の他方の出力には増幅器７１３が接続されている。増幅器７１３は分配器７１２の他方の出力から供給される電気信号を増幅する。増幅器７１３の出力には減衰器７１４が接続され、減衰器７１４によって信号レベルが減衰される。位相シフタ７１５は減衰器７１４の出力に接続され、減衰器７１４から出力された電気信号の位相をδ（第２位相）だけシフトさせる。位相シフタ７１５の出力に電極６１２が接続されている。

このような構成を有する信号生成部においては、周波数発信器７０１から出力される周波数ｆの正弦波電気信号を分配器７０２によって２分配される。分配器７１２の一方の出力の正弦波信号は変調度ａ（第１変調度）を満たすように増幅器７０３、フィルタ７０４、減衰器７０５によって振幅制御（電圧制御）され、合成器７１１の一方に入力される。この合成器７１１の一方に入力される信号が第３変調信号である。分配器７１２の他方の出力の正弦波電気信号は周波数ダブラ７０６によって周波数が２ｆに変換された後、変調度ｂ（第２変調度）を満たすように増幅器７０７、フィルタ７０８、減衰器７０９によって振幅制御される。そして、振幅制御後の信号に対して位相シフタ７１０によって位相θがシフト制御され、シフト制御後の信号が第４変調信号であり、これが合成器７１１の他方に入力される。合成器７１１によって互いに合成された信号（第３変調信号＋第４変調信号）は分配器７１２に入力され、分配器７１２の一方の出力信号が式(８)で表される第１変調信号としてマッハツェンダ変調器６００の電極６１１に印加される。

分配器７１２の他方の出力信号は定数Ｍ（所定の定数）を満たすように増幅器７１３と減衰器７１４とによって振幅制御され、位相シフタ７１５によって位相δがシフト制御され、式（９）で表される第２変調信号としてマッハツェンダ変調器６００の電極６１２に印加される。このようにマッハツェンダ変調器６００の電極６１１、６１２に印加される第１及び第２変調信号を式(８)、（９）で示した信号として生成することができる。

図８は多点計測型のレーザードップラー振動計の構成を示している。このレーザードップラー振動計は、レーザー光源８０１、カプラ８０２、光コム発生器８０３、８０８、偏波ビームスプリッタ８０４、１／４波長板８０５、アレイ導波路回折格子８０６、センサーヘッド８０７(1)～８０７(n)、周波数シフタ８０９、光位相検出回路８１０、受光器８１１、アナログ・デジタル変換器８１２、信号処理回路８１３を備えている。光コム発生器８０３、８０８の各々は図６及び図７に示した光コム発生器である。また、センサーヘッド８０７(1)～８０７(n)の数ｎは２以上の整数である。

レーザー光源８０１は中心周波数ｆ₀の連続光を発射する。レーザー光源８０１に光学的に接続されたカプラ８０２はレーザー光源８０１から発射された連続光を２分岐する。一方が測定光、他方が局発光として用いられる。カプラ８０２の測定光出力には光コム発生器８０３が光学的に接続されている。更に、光コム発生器８０３の光出力には偏波ビームスプリッタ８０４、１／４波長板８０５、アレイ導波路回折格子８０６、センサーヘッド８０７(1)～８０７(n)まではその順に光学的に接続され、光コムの測定光が通過する測定光学系を形成している。カプラ８０２の局発光出力からは光コム発生器８０８、周波数シフタ８０９、光位相検出回路８１０の一方の入力まではその順に光学的に接続され、局発光が通過する光学系を形成している。光位相検出回路８１０の他方の入力は偏波ビームスプリッタ８０４に光学的に接続され、偏波ビームスプリッタ８０４によって反射された光を受け入れる。光位相検出回路８１０は２つの入力光の光位相を検出して出力する。光位相検出回路８１０の光出力には受光器８１１が光学的に接続されている。受光器８１１は受光した光の強度に応じたアナログの電圧信号に変換する。受光器８１１の出力にはアナログ・デジタル変換器８１２を介して信号処理回路８１３が電気的に接続されている。

図８のレーザードップラー振動計においては、レーザー光源８０１から発射された連続光がカプラ８０２で２分岐される。カプラ８０２から出力される一方の測定光は光コム発生器８０３の光入力に入力され、光コムに変換され、光コムは光コム発生器８０３の光出力から出力される。光コムは、図１の振動計と同様に偏波ビームスプリッタ８０４を通過した後、λ／４波長板８０５によって直線偏光から円偏光に変換される。その後、アレイ導波路回折格子８０６によって測定光の各モード光が各センサーヘッド８０７(1)～８０７(n)へ分配され、空間に出射され、複数の測定対象８１４(1)～８１４(n)に各々照射される。

測定対象８１４(1)～８１４(n)から発生された散乱光は、測定光に対して反対回りの円偏光に変化し、センサーヘッド８０７(1)～８０７(n)によって捕捉される。そしてアレイ導波路回折格子８０６によって各散乱光が合波され、１／４波長板８０５を通過した後、偏波ビームスプリッタ８０４によって反射され、光位相検出回路８１０に入射される。

カプラ８０２から出力される他方の局発光は、光コム発生器８０８によって光コムに変換され、周波数シフタ８０９により中心周波数がｆ_shiftだけシフトされた後に光位相検出回路８１０に入射される。光位相検出回路８１０の出力光は、受光器８１１によって光電変換され、アナログの電圧信号となる。電圧信号はアナログ・デジタル変換器８１２によってデジタル化された後、信号処理回路８１３に供給される。信号処理回路８１３からは光の位相、すなわち振動の情報が得られる。

ここで、図９に示すように、測定光及び局発光の各々の光コムの周波数問隔を各々ｆ_rep1、ｆ_rep2とすると、光位相検出回路８１０の出力光は、中心周波数ｆ_shift、周波数間隔Δｆ_rep＝｜ｆ_rep2－ｆ_rep1｜の光コムとなる。よって、Δｆ_repがマイクロ波領域の値となるようにｆ_rep1及びｆ_rep2を制御するとマイクロ波領域のコムが生成され、各測定対象の振動を一括で計測することが可能となる。

レーザー光源８０１の中心周波数ｆ₀をｆ₀＝ω₀/2Πとすると、マッハツェンダ変調器６００の出力は

で表される。これは中心周波数ｆ₀、周波数間隔ｆの光コムとなる。ここで簡単のため出力光の電場強度は規格化している。５つのパラメータａ、ｂ、Ｍ、θ、δを設定することによってスペクトルの形状を制御することが可能である。

一例として２１個のモードをもつコムを生成する場合を試してみた。コムの平坦化の条件として、２１本のモードの最大パワーと最小パワーの差が最小となる場合を仮定し、シミュレーションによってパラメータを最適化した結果、図１０(a)のようなコムが得られた。最大パワーと最小パワーの差が３dB以下となり、平坦なコムが得られることが分かる。また、このときのパラメータの値はａ=０.３８Π、ｂ＝１.４Π、Ｍ＝１、θ＝Π/2、δ＝０となった。一方、非特許文献３に記載された従来法を適用して２１個のモードを最適化した結果、図１０(b)のようなコムが得られた。図１０(b)のコムでは図１０(a)よりも各モードのパワー値がばらついており、コムとしては不適当であると考えられる。実際、最大パワーと最小パワーの差は約１３dBとなった。これにより、上記した実施例のマッハツェンダ変調器６００を用いた構成が有効であることが分かる。

このように実施例によれば、マッハツェンダ変調器を駆動するための２つの変調信号を設定することによって単一のマッハツェンダ変調器で多くのモード数からなる広帯域の光コムを生成することが可能となり、その結果、レーザードップラー振動計において従来よりも簡素かつ安価な構成で多点計測が可能となる。

なお、本発明の光コム発生器は上記した実施例ではレーザードップラー振動計に使用されているが、等しい周波数間隔を持った線スペクトル列の光を用いる他の光学機器にも本発明の光コム発生器を適用することができる。

１０１，８０１ レーザー光源
１０２，８０２ カプラ
１０３，８０４ 偏波ビームスプリッタ
１０４，８０５ λ／４波長板
１０５，８０７(1)～８０７(n) センサーヘッド
１０６，８０９ 周波数シフタ
１０７，８１０ 光位相検出回路
１０８，８１１ 受光器
１０９，８１２ アナログ・デジタル変換器
１１０，８１３ 信号処理回路
１１１，８１４(1)～８１４(n) 測定対象
６００ マッハツェンダ変調器
６０１，６０２ 光導波路
６１１，６１２ 電極
７０１ 周波数発信器
７０２，７１２ 分配器
７０３，７０７，７１３ 増幅器
７０４，７０８ フィルタ
７０５，７０９，７１４ 減衰器
７０６ 周波数ダブラ
７１０，７１５ 位相シフタ
７１１ 合成器
８０３，８０８ 光コム発生器
８０６ アレイ導波路回折格子

Claims (5)

1. 光入力に各々の一端が結合しかつ光出力に各々の他端が結合した第１光導波路及び第２光導波路と、前記第１光導波路及び前記第２光導波路との各々に設けられた第１電極及び第２電極と、を有するマッハツェンダ変調器と、
   前記第１電極に第１変調信号を印加しかつ前記第２電極に第２変調信号を印加する信号生成部と、を備えた光コム発生器であって、
   前記信号生成部は、
   第１正弦波電気信号を振幅制御して第３変調信号を生成し、前記第１正弦波電気信号の２倍の周波数を有する第２正弦波電気信号を振幅制御しかつ前記第２正弦波信号の位相を第１位相だけシフトさせて第４変調信号を生成し、前記第３変調信号と前記第４変調信号とを合成して前記第１変調信号を生成する第１変調信号生成部と、
   前記第１変調信号を振幅制御しかつ前記第１変調信号の位相を第２位相だけシフトさせて前記第２変調信号を生成する第２変調信号生成部と、を有すること特徴とする光コム発生器。
2. 前記第１正弦波電気信号に対する振幅制御、前記第２正弦波電気信号に対する振幅制御、前記第１変調信号に対する振幅制御、前記第１位相のシフト量、及び前記第２位相のシフト量は、前記第１電極及び前記第２電極に印加可能な電圧範囲内において、前記光出力から得られる光コムの全てのモードのうちの最大パワーと最小パワーとの差が最小となるように設定されることを特徴とする請求項１記載の光コム発生器。
3. 前記第１変調信号生成部は、
   前記第１正弦波電気信号を生成する周波数発信器と、
   前記第１正弦波電気信号を２分配する第１分配器と、
   前記第１分配器の一方の出力から分配された前記第１正弦波電気信号を増幅する第１増幅器と、
   前記第１増幅器の出力に接続され、第１の特定周波数帯域内の信号を通過させる第１フィルタと、
   前記第１フィルタの出力に接続され前記第３変調信号を出力する第１減衰器と、
   前記第１分配器の他方の出力から分配された前記第１正弦波電気信号の周波数を２倍にして前記第２正弦波電気信号を生成する周波数ダブラと、
   前記第２正弦波電気信号を増幅する第２増幅器と、
   前記第２増幅器の出力に接続され、第２の特定周波数帯域内の信号を通過させる第２フィルタと、
   前記第２フィルタの出力に接続され、前記第２フィルタの出力信号を減衰させる第２減衰器と、
   前記第２減衰器の出力に接続され、前記第２減衰器の出力信号の位相を前記第１位相だけシフトさせて前記第４変調信号を生成する第１位相シフタと、
   前記第３変調信号と前記第４変調信号とを合成して前記第１変調信号を生成する合成器と、
   前記第１変調信号を２分配する第２分配器と、を含み、
   前記第２分配器の一方の出力から分配された前記第１変調信号を前記第１電極に印加し、
   前記第２変調信号生成部は、
   前記第２分配器の他方の出力から分配された前記第１変調信号を増幅する第３増幅器と、
   前記第３増幅器の出力に接続され、前記第１変調信号の電圧レベルを減衰させる第３減衰器と、
   前記第３減衰器の出力に接続され、前記第３減衰器の出力信号の位相を前記第２位相だけシフトさせて前記第２変調信号を生成する第２位相シフタと、を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の光コム発生器。
4. 前記第１増幅器、前記第１フィルタ、及び前記第１減衰器は第１変調度を満たすように前記第１正弦波電気信号の振幅制御を行い、
   前記第２増幅器、前記第２フィルタ、及び前記第２減衰器は第２変調度を満たすように前記第２正弦波電気信号の振幅制御を行い、
   前記第３増幅器、及び前記第３減衰器は所定の定数を満たすように前記第１変調信号の振幅制御を行うことを特徴とする請求項３記載の光コム発生器。
5. レーザー光を測定光と局発光とに分岐させるカプラと、
   前記測定光を入力し、当該入力測定光を光コムの測定光に変換して出力する第１光コム発生器と、
   前記光コムの測定光を前記光コムのモード各々で割り当てられた複数のセンサーヘッドを介して各々の測定対象に照射し、当該照射によって前記複数のセンサーヘッドの各々で捕捉された前記測定対象からの前記モード各々の散乱光を集光する測定光学系と、
   前記局発光を入力し、当該入力局発光を前記光コムの局発光に変換して出力する第２光コム発生器と、
   前記光コムの前記局発光を周波数シフトさせる周波数シフタと、
   前記周波数シフト後の前記光コムの前記局発光と前記測定光学系で集光された前記散乱光との光位相差を各々検出する光位相検出部と、
   前記光位相検出部によって検出された前記光位相差の各々を電気信号に変換して振動情報を得る電気処理系と、を備えた多点計測型のレーザードップラー振動計であって、
   前記第１光コム発生器及び前記第２光コム発生器の各々は、
   光入力に各々の一端が結合しかつ光出力に各々の他端が結合した第１光導波路及び第２光導波路と、前記第１光導波路及び前記第２光導波路との各々に設けられた第１電極及び第２電極と、を有するマッハツェンダ変調器と、
   前記第１電極に第１変調信号を印加しかつ前記第２電極に第２変調信号を印加する信号生成部と、を備え、
   前記信号生成部は、
   第１正弦波電気信号を振幅制御して第３変調信号を生成し、前記第１正弦波電気信号の２倍の周波数を有する第２正弦波電気信号を振幅制御しかつ前記第２正弦波信号の位相を第１位相だけシフトさせて第４変調信号を生成し、前記第３変調信号と前記第４変調信号とを合成して前記第１変調信号を生成する第１変調信号生成部と、
   前記第１変調信号を振幅制御しかつ前記第１変調信号の位相を第２位相だけシフトさせて前記第２変調信号を生成する第２変調信号生成部と、を有すること特徴とする多点計測型のレーザードップラー振動計。

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