JP2830189B2 - 可変周波数光源 - Google Patents
可変周波数光源Info
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- JP2830189B2 JP2830189B2 JP1271646A JP27164689A JP2830189B2 JP 2830189 B2 JP2830189 B2 JP 2830189B2 JP 1271646 A JP1271646 A JP 1271646A JP 27164689 A JP27164689 A JP 27164689A JP 2830189 B2 JP2830189 B2 JP 2830189B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、光スペクトラム・アナライザ等に用いられ
て精密な周波数測定を可能にする可変周波数光源の改良
に関する。
て精密な周波数測定を可能にする可変周波数光源の改良
に関する。
＜従来の技術＞ 光スペクトル・アナライザや分光器などを用いて周波
数特性や分光特性を測定する場合、出力光の周波数を可
変できる可変周波数光源が必要である。可変周波数光源
としては従来から回折格子を用いるものや音響光学素子
を用いるもの等があるがいずれも周波数の絶対値が分か
らないので、校正を必要とする。
数特性や分光特性を測定する場合、出力光の周波数を可
変できる可変周波数光源が必要である。可変周波数光源
としては従来から回折格子を用いるものや音響光学素子
を用いるもの等があるがいずれも周波数の絶対値が分か
らないので、校正を必要とする。
第５図はこのような問題点を解決するために本出願人
によりなされた可変周波数光源の先行技術（特願昭62−
261023）を示す構成ブロック図である。基準周波数光源
１から出力された周波数fRの光は位相変調器２において
その変調周波数fmで位相変調され、多数のサブキャリア
（副搬送波）を発生する。半導体レーザ８の出力光の一
部はビームスプリッタ９で反射され、ミラー10,11を介
しビームスプリッタ５において位相変調器２の出力光と
合波され、受光素子６でそのビート周波数の電気信号を
発生する。制御回路７は前述のように、この受光素子６
からの信号周波数が一定となるように半導体レーザ８を
制御する。この結果半導体レーザ８からビームスプリッ
タ９を通過して出力される光の周波数は位相変調器２の
特定の周波数の出力光と一定の周波数差をもったものと
なる。位相変調器２からの出力光に含まれるＮ番目のサ
ブキャリアに半導体レーザ８の周波数fOをロックする
と、 fO＝fR＋Ｎ・fm …（１） となるので、入力周波数fmに応じて出力周波数fOを可変
することができる。
によりなされた可変周波数光源の先行技術（特願昭62−
261023）を示す構成ブロック図である。基準周波数光源
１から出力された周波数fRの光は位相変調器２において
その変調周波数fmで位相変調され、多数のサブキャリア
（副搬送波）を発生する。半導体レーザ８の出力光の一
部はビームスプリッタ９で反射され、ミラー10,11を介
しビームスプリッタ５において位相変調器２の出力光と
合波され、受光素子６でそのビート周波数の電気信号を
発生する。制御回路７は前述のように、この受光素子６
からの信号周波数が一定となるように半導体レーザ８を
制御する。この結果半導体レーザ８からビームスプリッ
タ９を通過して出力される光の周波数は位相変調器２の
特定の周波数の出力光と一定の周波数差をもったものと
なる。位相変調器２からの出力光に含まれるＮ番目のサ
ブキャリアに半導体レーザ８の周波数fOをロックする
と、 fO＝fR＋Ｎ・fm …（１） となるので、入力周波数fmに応じて出力周波数fOを可変
することができる。
このような構成の可変周波数光源によれば、校正を必
要とせず、安定度および精度が優れている。
要とせず、安定度および精度が優れている。
＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、上記のような可変周波数光源は光源が
２台必要であるため、構成が複雑であるという問題があ
る。
２台必要であるため、構成が複雑であるという問題があ
る。
本発明はこのような問題点を解決するためになされた
もので、半導体レーザの発振周波数を高精度で掃引可能
な可変周波数光源を簡単な構成で実現することを目的と
する。
もので、半導体レーザの発振周波数を高精度で掃引可能
な可変周波数光源を簡単な構成で実現することを目的と
する。
＜課題を解決するための手段＞ 本発明に係る可変周波数光源は半導体レーザと、この
半導体レーザの出力光を位相変調する位相変調器と、こ
の位相変調器を駆動する位相変調された信号を発生する
発振器と、前記位相変調器の出力光を入射し特定の周波
数で吸収を起こす標準物質を封入した吸収セルと、この
吸収セルの透過光を入射する光検出器と、この光検出器
の出力に基づいて前記半導体レーザの発振周波数を制御
する制御回路とを備え、前記位相変調器によりレーザ光
に生じたサブキャリアを同期検波して前記サブキャリア
を前記吸収セルの吸収線周波数に制御することを特徴と
する。
半導体レーザの出力光を位相変調する位相変調器と、こ
の位相変調器を駆動する位相変調された信号を発生する
発振器と、前記位相変調器の出力光を入射し特定の周波
数で吸収を起こす標準物質を封入した吸収セルと、この
吸収セルの透過光を入射する光検出器と、この光検出器
の出力に基づいて前記半導体レーザの発振周波数を制御
する制御回路とを備え、前記位相変調器によりレーザ光
に生じたサブキャリアを同期検波して前記サブキャリア
を前記吸収セルの吸収線周波数に制御することを特徴と
する。
＜作用＞ 位相変調器で発生するサブキャリアの一つを吸収線の
周波数に制御した状態で位相変調器の変調周波数を変化
させれば、サブキャリア光の周波数変化に対応して半導
体レーザの発振周波数が変化する。またサブキャリアの
次数を変えることによっても半導体レーザの発振周波数
が変化する。
周波数に制御した状態で位相変調器の変調周波数を変化
させれば、サブキャリア光の周波数変化に対応して半導
体レーザの発振周波数が変化する。またサブキャリアの
次数を変えることによっても半導体レーザの発振周波数
が変化する。
＜実施例＞ 以下本発明を図面を用いて詳しく説明する。
第１図は本発明に係る可変周波数光源の第１の実施例
を示す構成ブロック図である。11は半導体レーザ、12は
半導体レーザ11を一定温度に制御する温度制御回路、14
は光ファイバ13により導かれる半導体レーザ11の出力光
を２つに分岐するファイバカプラ、15はファイバカプラ
14の出力光の一方の本装置の出力向として外部へ導く光
ファイバ、17はファイバカプラ14の他方の出力光を光フ
ァイバ16を介して入射し位相変調する位相変調器、18は
位相変調器17の出力光を入射する例えばアセチレンC2H2
を封入した吸収セル、19は吸収セル18の透過光を検出す
る光検出器、20は光検出器19の出力を入力して同期検波
する同期検波器、21は同期検波器20の出力を入力して半
導体レーザ11の注入電流を駆動する制御回路は、22は吸
収セル18の吸収線に制御するFMサブキャリアの周波数を
決める第１の発振器、23は吸収線の中心にFMサブキャリ
アを制御するための同期検波用の第２発振器、24は第
１、第２の発振器22,23の出力信号を乗算しその出力を
位相変調器に印加するミキサである。
を示す構成ブロック図である。11は半導体レーザ、12は
半導体レーザ11を一定温度に制御する温度制御回路、14
は光ファイバ13により導かれる半導体レーザ11の出力光
を２つに分岐するファイバカプラ、15はファイバカプラ
14の出力光の一方の本装置の出力向として外部へ導く光
ファイバ、17はファイバカプラ14の他方の出力光を光フ
ァイバ16を介して入射し位相変調する位相変調器、18は
位相変調器17の出力光を入射する例えばアセチレンC2H2
を封入した吸収セル、19は吸収セル18の透過光を検出す
る光検出器、20は光検出器19の出力を入力して同期検波
する同期検波器、21は同期検波器20の出力を入力して半
導体レーザ11の注入電流を駆動する制御回路は、22は吸
収セル18の吸収線に制御するFMサブキャリアの周波数を
決める第１の発振器、23は吸収線の中心にFMサブキャリ
アを制御するための同期検波用の第２発振器、24は第
１、第２の発振器22,23の出力信号を乗算しその出力を
位相変調器に印加するミキサである。
上記のような構成の装置の動作を次に説明する。半導
体レーザ11の出力光は光ファイバ13を介してファイバカ
プラ14の一端に入射して２つに分岐され、一方の分岐光
は光ファイバ15を介して外部への出力光となる。他方の
分岐光は光ファイバ16を介して位相変調器17で位相変調
され、発振器22の周波数f1に対応するサブキャリアを発
生する。位相変調器17の出力光は吸収セル18でC2H2の吸
収線の吸収を受け、透過光が光検出器19に入射する。光
検出器17の出力は発振器23により周波数f2でも位相変調
されており、同期検波器20において同一周波数で同期検
波することにより、吸収線の周波数に関する一次微分信
号が得られる。制御回路21は同期検波器20の出力が０と
なるように半導体レーザ11の発振周波数を制御する。
体レーザ11の出力光は光ファイバ13を介してファイバカ
プラ14の一端に入射して２つに分岐され、一方の分岐光
は光ファイバ15を介して外部への出力光となる。他方の
分岐光は光ファイバ16を介して位相変調器17で位相変調
され、発振器22の周波数f1に対応するサブキャリアを発
生する。位相変調器17の出力光は吸収セル18でC2H2の吸
収線の吸収を受け、透過光が光検出器19に入射する。光
検出器17の出力は発振器23により周波数f2でも位相変調
されており、同期検波器20において同一周波数で同期検
波することにより、吸収線の周波数に関する一次微分信
号が得られる。制御回路21は同期検波器20の出力が０と
なるように半導体レーザ11の発振周波数を制御する。
次にFMサブキャリアを吸収線に制御する動作について
詳しくする。第２図（Ａ）は吸収線の周波数スペクト
ル、第２図（Ｂ）は位相変調器17の出力のスペクトル分
布である。第２図（Ｂ）においてfCは半導体レーザ11の
発振周波数である。周波数f1は吸収線幅より充分大と
し、f2は吸収線幅程度とする。例えば、吸収線幅40OMHz
とすると、f1＝2GHz（：マイクロ波周波数）、f2＝400M
Hzとすることができる。第２図（Ｂ）から明らかなよう
に、周波数f1によるサブキャリアa1,a2,b1,b2の全てに
周波数f2で位相変調がかかっている。第３図は半導体レ
ーザ11の発振周波数を掃引したときの同期検波器20の出
力を示す図で、c1,c2,d1,d2はそれぞれ第２図のa1,a2,b
1,b2のサブキャリアと吸収線Ａとで得られる一次微分波
形である。制御回路21により、それぞれの一次微分波形
の０クロスポイントに制御することにより半導体レーザ
11の発振周波数を安定化すると、a1を吸収線Ａに制御し
た場合出力光周波数はfc＝fA−f1となり、a2を吸収線Ａ
に制御した場合はfC＝fA−2f1となる。すなわち周波数f
1の位相変調の変調指数を上げると多くのFMサブキャリ
アが発生し、ｎ番目のFMのサブキャリアを吸収線Ａに制
御するとfC＝fA−nf1となり、出力周波数fCをf1ステッ
プで精度良く変化させることができる。また変調周波数
f1を連続的に変化させることでfCも連続的に掃引するこ
とが可能となる。
詳しくする。第２図（Ａ）は吸収線の周波数スペクト
ル、第２図（Ｂ）は位相変調器17の出力のスペクトル分
布である。第２図（Ｂ）においてfCは半導体レーザ11の
発振周波数である。周波数f1は吸収線幅より充分大と
し、f2は吸収線幅程度とする。例えば、吸収線幅40OMHz
とすると、f1＝2GHz（：マイクロ波周波数）、f2＝400M
Hzとすることができる。第２図（Ｂ）から明らかなよう
に、周波数f1によるサブキャリアa1,a2,b1,b2の全てに
周波数f2で位相変調がかかっている。第３図は半導体レ
ーザ11の発振周波数を掃引したときの同期検波器20の出
力を示す図で、c1,c2,d1,d2はそれぞれ第２図のa1,a2,b
1,b2のサブキャリアと吸収線Ａとで得られる一次微分波
形である。制御回路21により、それぞれの一次微分波形
の０クロスポイントに制御することにより半導体レーザ
11の発振周波数を安定化すると、a1を吸収線Ａに制御し
た場合出力光周波数はfc＝fA−f1となり、a2を吸収線Ａ
に制御した場合はfC＝fA−2f1となる。すなわち周波数f
1の位相変調の変調指数を上げると多くのFMサブキャリ
アが発生し、ｎ番目のFMのサブキャリアを吸収線Ａに制
御するとfC＝fA−nf1となり、出力周波数fCをf1ステッ
プで精度良く変化させることができる。また変調周波数
f1を連続的に変化させることでfCも連続的に掃引するこ
とが可能となる。
このような構成の可変周波数光源によれば、半導体レ
ーザの周波数を（吸収線周波数）±ｎ×（変調周波数）
で安定化することができるので、絶対精度の良い出力光
を得ることができる。
ーザの周波数を（吸収線周波数）±ｎ×（変調周波数）
で安定化することができるので、絶対精度の良い出力光
を得ることができる。
また変調周波数を掃引することによりアナログ的に半
導体レーザの周波数を精度よく可変することが出来る。
導体レーザの周波数を精度よく可変することが出来る。
また半導体レーザが１個でよく、構成が簡単である。
また可変周波数出力光は無変調なので、瞬時的にも安
定である。
定である。
なお上記の実施例において、吸収セル18の封入物質は
アセチレンC2H2に限らず、CS,Rb等の他の標準物質を用
いることができる。
アセチレンC2H2に限らず、CS,Rb等の他の標準物質を用
いることができる。
また光分岐手段としてファイバカプラの代りにビーム
スプリッタ等を用いて空間ビーム出力型とすることもで
きる。
スプリッタ等を用いて空間ビーム出力型とすることもで
きる。
第４図は本発明に係る可変周波数光源の第２の実施例
を示す構成ブロック図である。第１図と異なる部分は位
相変調器17を２つの周波数で２重に位相変調する代り
に、加算器25を介して制御回路21の出力に発振器22の出
力を重畳することにより、半導体レーザ11の発振周波数
を周波数f2で位相変調する点である。FMサブキャリアを
吸収線に制御する点は第１図の場合と同様であるが、出
力光は変調されてしまう。
を示す構成ブロック図である。第１図と異なる部分は位
相変調器17を２つの周波数で２重に位相変調する代り
に、加算器25を介して制御回路21の出力に発振器22の出
力を重畳することにより、半導体レーザ11の発振周波数
を周波数f2で位相変調する点である。FMサブキャリアを
吸収線に制御する点は第１図の場合と同様であるが、出
力光は変調されてしまう。
＜発明の効果＞ 以上述べたように本発明によれば、半導体レーザの発
振周波数を高精度で掃引可能な可変周波数光源を簡単な
構成で実現することができる。
振周波数を高精度で掃引可能な可変周波数光源を簡単な
構成で実現することができる。
第１図は本発明に係る可変周波数光源の第１の実施例を
示す構成ブロック図、第２図および第３図は第１図装置
の動作説明図、第４図は本発明に係る可変周波数光源の
第２の実施例を示す構成ブロック図、第５図は従来の可
変周波数光源を示す構成ブロック図である。 11……半導体レーザ、17……位相変調器、18……吸収セ
ル、19……光検出器、20……同期検波器、21……制御回
路、22……発振器。
示す構成ブロック図、第２図および第３図は第１図装置
の動作説明図、第４図は本発明に係る可変周波数光源の
第２の実施例を示す構成ブロック図、第５図は従来の可
変周波数光源を示す構成ブロック図である。 11……半導体レーザ、17……位相変調器、18……吸収セ
ル、19……光検出器、20……同期検波器、21……制御回
路、22……発振器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−171174（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−102978（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−52891（ＪＰ，Ａ) 電気学会論文誌Ｃ 電子・情報システ ム部門誌 Ｖｏｌ．109−Ｃ，Ｎｏ．１ （1989）ｐ．22−26 横河技報 Ｖｏｌ．33 Ｎｏ．２ （1989）ｐ．85−88 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/18 H01S 3/096 H01S 3/103 H01S 3/133 H01S 3/10
Claims (1)
- 【請求項１】半導体レーザと、 この半導体レーザの出力光を位相変調する位相変調器
と、 この位相変調器を駆動する位相変調された信号を発生す
る発振器と、 前記位相変調器の出力光を入射し特定の周波数で吸収を
起こす標準物質を封入した吸収セルと、 この吸収セルの透過光を入射する光検出器と、 この光検出器の出力に基づいて前記半導体レーザの発振
周波数を制御する制御回路とを備え、 前記位相変調器によりレーザ光に生じたサブキャリアを
同期検波して前記サブキャリアを前記吸収セルの吸収線
周波数に制御することを特徴とする可変周波数光源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1271646A JP2830189B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 可変周波数光源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1271646A JP2830189B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 可変周波数光源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03135086A JPH03135086A (ja) | 1991-06-10 |
| JP2830189B2 true JP2830189B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=17502947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1271646A Expired - Fee Related JP2830189B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 可変周波数光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2830189B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4608512B2 (ja) * | 2007-03-30 | 2011-01-12 | 日本電信電話株式会社 | 周波数安定化光源 |
| JP2008288390A (ja) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長可変光周波数安定化光源 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62171174A (ja) * | 1986-01-24 | 1987-07-28 | Yokogawa Electric Corp | 半導体レ−ザ波長安定化装置 |
| JPH088392B2 (ja) * | 1987-10-16 | 1996-01-29 | 横河電機株式会社 | 可変波長光源 |
-
1989
- 1989-10-20 JP JP1271646A patent/JP2830189B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 横河技報 Ｖｏｌ．３３ Ｎｏ．２（１９８９）ｐ．８５−８８ |
| 電気学会論文誌Ｃ 電子・情報システム部門誌 Ｖｏｌ．１０９−Ｃ，Ｎｏ．１（１９８９）ｐ．２２−２６ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03135086A (ja) | 1991-06-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |