JP2866870B2 - 光周波数安定化光源 - Google Patents
光周波数安定化光源Info
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- JP2866870B2 JP2866870B2 JP2324729A JP32472990A JP2866870B2 JP 2866870 B2 JP2866870 B2 JP 2866870B2 JP 2324729 A JP2324729 A JP 2324729A JP 32472990 A JP32472990 A JP 32472990A JP 2866870 B2 JP2866870 B2 JP 2866870B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は伝達特性の周波数軸上に複数の山または谷
をもつ光周波数弁別器を用いた光周波数安定化光源につ
いてのものである。
をもつ光周波数弁別器を用いた光周波数安定化光源につ
いてのものである。
［従来の技術］ 次に、従来技術による光周波数安定化光源を第３図に
より説明する。
より説明する。
第３図の1Aと1Bは基準電圧源、２は加算器、３はスイ
ッチ、４は増幅器、５は光源、6Aは光周波数弁別器、6B
は補償回路であり、1A・２・３・４・５・6A・6B・２で
安定化ループ（以下、単にループという。）を形成す
る。
ッチ、４は増幅器、５は光源、6Aは光周波数弁別器、6B
は補償回路であり、1A・２・３・４・５・6A・6B・２で
安定化ループ（以下、単にループという。）を形成す
る。
基準電圧源1Aは光源５の光周波数を設定する電圧源で
あり、加算器２は補償回路6Bの出力と基準電圧源1Aの出
力電圧との差を取り出す。スイッチ３は加算器２の出力
または基準電圧源1Bを切り換える。光源５は電気信号で
発光周波数が変わる光源である。補償回路6Bは光源５の
出力パワーの変動で光周波数弁別器６の出力が変動する
のを補償する。基準電圧源1Bはループが開いているとき
だけ光周波数を設定するための基準電圧源である。
あり、加算器２は補償回路6Bの出力と基準電圧源1Aの出
力電圧との差を取り出す。スイッチ３は加算器２の出力
または基準電圧源1Bを切り換える。光源５は電気信号で
発光周波数が変わる光源である。補償回路6Bは光源５の
出力パワーの変動で光周波数弁別器６の出力が変動する
のを補償する。基準電圧源1Bはループが開いているとき
だけ光周波数を設定するための基準電圧源である。
光周波数弁別器6Aは光周波数変化をレベル変化に変換
するもので、ファブリ・ペロー干渉計のように周波数軸
上に周期的な伝達特性を持つものや、光吸収セルのよう
にいくつかの特定の周波数で伝達特性に谷があるものな
どを使用することができる。光周波数弁別器6Aの伝達特
性の微分係数が０でないところに光源５の出力の周波数
を合わせると周波数の増減に応じて出力レベルが変化す
る。
するもので、ファブリ・ペロー干渉計のように周波数軸
上に周期的な伝達特性を持つものや、光吸収セルのよう
にいくつかの特定の周波数で伝達特性に谷があるものな
どを使用することができる。光周波数弁別器6Aの伝達特
性の微分係数が０でないところに光源５の出力の周波数
を合わせると周波数の増減に応じて出力レベルが変化す
る。
第３図のスイッチ３が3A側に接続され、ループが閉じ
ているときは、光源５の光周波数の変化を光周波数弁別
器6Aに通すことにより、周波数変動をレベル変動に変換
し、レベル変動を光源５に帰還すれば、目標とする周波
数に出力光周波数を安定化することができる。
ているときは、光源５の光周波数の変化を光周波数弁別
器6Aに通すことにより、周波数変動をレベル変動に変換
し、レベル変動を光源５に帰還すれば、目標とする周波
数に出力光周波数を安定化することができる。
［発明が解決しようとする課題］ 第３図のループでは広帯域な安定化を図るため、ルー
プの応答に行き過ぎを許すことが多い。この場合、スイ
ッチ３を3A側に接続するときの過渡応答で、光周波数の
大きなリンギングが生じることがある。このとき、光周
波数弁別器6Aが伝達特性の周波数軸上に複数の山または
谷をもっていると、過渡応答中に目標以外の周波数に誤
って安定してしまうことがある。
プの応答に行き過ぎを許すことが多い。この場合、スイ
ッチ３を3A側に接続するときの過渡応答で、光周波数の
大きなリンギングが生じることがある。このとき、光周
波数弁別器6Aが伝達特性の周波数軸上に複数の山または
谷をもっていると、過渡応答中に目標以外の周波数に誤
って安定してしまうことがある。
次に、光周波数弁別器6Aにファブリ・ペロー干渉計を
使用した場合の伝達特性を第４図により説明する。第４
図には３つの山と２つの谷が例示されている。
使用した場合の伝達特性を第４図により説明する。第４
図には３つの山と２つの谷が例示されている。
いま、スイッチ３が3B側に接続されており、光源５の
出力周波数が第４図のＰ点にあり、安定化しようとする
周波数がＱ点であるとき、加算器２の出力にはＰ点から
Ｑ点までの周波数差に対応した信号が現われる。この状
態からスイッチ３を3A側にすると、光源５の出力光周波
数は過渡的なリンギングを生じながらＱ点に収束してい
く。
出力周波数が第４図のＰ点にあり、安定化しようとする
周波数がＱ点であるとき、加算器２の出力にはＰ点から
Ｑ点までの周波数差に対応した信号が現われる。この状
態からスイッチ３を3A側にすると、光源５の出力光周波
数は過渡的なリンギングを生じながらＱ点に収束してい
く。
Ｐ点とＱ点の周波数差が大きいと、過渡的なリンギン
グの途中で、出力周波数は伝達特性のピーク（Ｓ点）を
超えてしまうことがある。そうすると、光周波数弁別器
6Aの伝達特性の微分の極性が逆転してループが正帰還に
なるので、出力周波数は光周波数弁別器6Aの出力が目標
としていたＱ点と同じになるＴ点まで変化し、Ｔ点で安
定化されてしまう。
グの途中で、出力周波数は伝達特性のピーク（Ｓ点）を
超えてしまうことがある。そうすると、光周波数弁別器
6Aの伝達特性の微分の極性が逆転してループが正帰還に
なるので、出力周波数は光周波数弁別器6Aの出力が目標
としていたＱ点と同じになるＴ点まで変化し、Ｔ点で安
定化されてしまう。
この発明は、ループの中に切り離しのできるフィルタ
を挿入し、ループを閉じる前にフィルタを通過するよう
にしておき、光源の周波数が安定化された後、フィルタ
を切り離す構成にした光周波数安定化光源の提供を目的
とする。
を挿入し、ループを閉じる前にフィルタを通過するよう
にしておき、光源の周波数が安定化された後、フィルタ
を切り離す構成にした光周波数安定化光源の提供を目的
とする。
［課題を解決するための手段］ この目的を達成するため、第１の発明では、基準電圧
源1Aを第１の入力とする加算器２と、加算器２の出力と
基準電圧源1Bを切り換えるスイッチ３と、スイッチ３の
出力を入力とし、7C側と8E側に接続すると直通となり、
7D側と8F側に接続すると低域通過フィルタ９を直列に接
続するスイッチ７とスイッチ８と、スイッチ８の出力を
入力とする増幅器４と、増幅器４の出力を入力とする光
源５と、光源５の出力の一部を入力とする光周波数弁別
器6Aと、光源５の出力パワーの変動で光周波数弁別器6A
の出力が変動するのを補償する補償回路6Bとを備え、補
償回路6Bの出力を加算器２の第２の入力とし、スイッチ
３が3B側に接続されているときと3A側に接続するときは
スイッチ７とスイッチ８で低域通過フィルタ９を直列に
接続し、スイッチ３を加算器２側に接続し周波数が安定
化された後はスイッチ７とスイッチ８で直通にする。
源1Aを第１の入力とする加算器２と、加算器２の出力と
基準電圧源1Bを切り換えるスイッチ３と、スイッチ３の
出力を入力とし、7C側と8E側に接続すると直通となり、
7D側と8F側に接続すると低域通過フィルタ９を直列に接
続するスイッチ７とスイッチ８と、スイッチ８の出力を
入力とする増幅器４と、増幅器４の出力を入力とする光
源５と、光源５の出力の一部を入力とする光周波数弁別
器6Aと、光源５の出力パワーの変動で光周波数弁別器6A
の出力が変動するのを補償する補償回路6Bとを備え、補
償回路6Bの出力を加算器２の第２の入力とし、スイッチ
３が3B側に接続されているときと3A側に接続するときは
スイッチ７とスイッチ８で低域通過フィルタ９を直列に
接続し、スイッチ３を加算器２側に接続し周波数が安定
化された後はスイッチ７とスイッチ８で直通にする。
第２の発明では、基準電圧源1Aを第１の入力とする加
算器２と、加算器２の出力と基準電圧源1Bを切り換える
スイッチ３と、スイッチ３の出力を増幅する増幅器４
と、スイッチ３の出力を入力とし、10G側に接続すると
開放となり、10H側に接続すると高域通過フィルタ11を
並列接続にするスイッチ10と、増幅器４の出力を入力と
する光源５と、光源５の出力の一部を入力とする周波数
弁別器6Aと、光源５の出力パワーの変動で周波数弁別器
6Aの出力が変動するのを補償する補償回路6Bとを備え、
補償回路6Bの出力を加算器２の第２の入力とし、スイッ
チ３が基準電圧源1B側に接続されているときと加算器２
側に接続するときはスイッチ10で高域通過フィルタ11を
並列接続にし、スイッチ３を加算器２側に接続し周波数
が安定化された後はスイッチ10を開放にする。
算器２と、加算器２の出力と基準電圧源1Bを切り換える
スイッチ３と、スイッチ３の出力を増幅する増幅器４
と、スイッチ３の出力を入力とし、10G側に接続すると
開放となり、10H側に接続すると高域通過フィルタ11を
並列接続にするスイッチ10と、増幅器４の出力を入力と
する光源５と、光源５の出力の一部を入力とする周波数
弁別器6Aと、光源５の出力パワーの変動で周波数弁別器
6Aの出力が変動するのを補償する補償回路6Bとを備え、
補償回路6Bの出力を加算器２の第２の入力とし、スイッ
チ３が基準電圧源1B側に接続されているときと加算器２
側に接続するときはスイッチ10で高域通過フィルタ11を
並列接続にし、スイッチ３を加算器２側に接続し周波数
が安定化された後はスイッチ10を開放にする。
次に、第１の発明による光周波数安定化光源の構成を
第１図により説明する。
第１図により説明する。
第１図の７と８はスイッチ、９は低域通過フィルタで
あり、その他は第３図と同じものである。
あり、その他は第３図と同じものである。
第１図では、ループを開いているときとループを閉じ
るときはスイッチ７を7D側に接続し、スイッチ８を8F側
に接続する。ループを閉じ、周波数が安定化されたとき
はスイッチ７を7C側に接続し、スイッチ８を8E側に接続
する。これにより、過渡応答の間だけループの特性を制
限することができる。
るときはスイッチ７を7D側に接続し、スイッチ８を8F側
に接続する。ループを閉じ、周波数が安定化されたとき
はスイッチ７を7C側に接続し、スイッチ８を8E側に接続
する。これにより、過渡応答の間だけループの特性を制
限することができる。
次に、第２の発明による光周波数安定化光源の構成を
第２図により説明する。第２図の10はスイッチ、11は高
域通過フィルタであり、その他は第１図と同じものであ
る。
第２図により説明する。第２図の10はスイッチ、11は高
域通過フィルタであり、その他は第１図と同じものであ
る。
第１図では低域通過フィルタ９がループに直列に入っ
ているが、第２図のように高域通過フィルタ11をループ
と接地の間に接続しても第１図と同じような効果を得る
ことができる。
ているが、第２図のように高域通過フィルタ11をループ
と接地の間に接続しても第１図と同じような効果を得る
ことができる。
第２図では、第１図のようにループに直列にスイッチ
10を接続していないので、ループが瞬断することがな
い。
10を接続していないので、ループが瞬断することがな
い。
［作用］ 次に、第１図の作用を説明する。第１図で、スイッチ
３が3Bに接続され、スイッチ７が7Dに接続され、スイッ
チ８が8Fに接続されているときは、光源５は基準電源1B
の基準電圧と周囲温度等により決まる周波数の光を発生
する。加算器２は光源５の周波数と安定化しようとする
目標の光周波数の差を誤差信号として出力する。
３が3Bに接続され、スイッチ７が7Dに接続され、スイッ
チ８が8Fに接続されているときは、光源５は基準電源1B
の基準電圧と周囲温度等により決まる周波数の光を発生
する。加算器２は光源５の周波数と安定化しようとする
目標の光周波数の差を誤差信号として出力する。
光源５の光周波数を安定化するため、スイッチ３を3A
側に接続すると、スイッチ３の出力側には加算器２の出
力がステップ状に現われるが、スイッチ７が7D側にあ
り、スイッチ８が8F側に接続されているので、ステップ
信号は低域通過フィルタ９を通り、増幅器４の入力には
ゆっくりした立上りとなって加えられる。したがって、
増幅器４の出力と光源５の出力もゆっくりと変化し、目
標の安定化周波数になると安定する。
側に接続すると、スイッチ３の出力側には加算器２の出
力がステップ状に現われるが、スイッチ７が7D側にあ
り、スイッチ８が8F側に接続されているので、ステップ
信号は低域通過フィルタ９を通り、増幅器４の入力には
ゆっくりした立上りとなって加えられる。したがって、
増幅器４の出力と光源５の出力もゆっくりと変化し、目
標の安定化周波数になると安定する。
光源５の光周波数が安定化された後、スイッチ７を7C
側に接続し、スイッチ８を8E側に接続すれば、ループか
ら低域通過フィルタ９が切り離され、広帯域なループが
構成される。
側に接続し、スイッチ８を8E側に接続すれば、ループか
ら低域通過フィルタ９が切り離され、広帯域なループが
構成される。
次に、第２図の作用を説明する。第２図では、光源５
の帰還系出力は２つに分岐され、周波数弁別器6Aを通っ
て図示を省略した光電気変換器で電気信号に変換され、
光電気変換器の出力は光周波数弁別器6Aの出力から光源
５の周波数変動だけを検出するため、割り算器で構成さ
れる補償回路6Bに導かれ、光周波数の変動だけを検出
し、加算器２で基準電圧源1Aの発生する基準電圧と比較
され、誤差信号となり、増幅器４で増幅されて、光源５
に帰還されることにより周波数が安定化される。
の帰還系出力は２つに分岐され、周波数弁別器6Aを通っ
て図示を省略した光電気変換器で電気信号に変換され、
光電気変換器の出力は光周波数弁別器6Aの出力から光源
５の周波数変動だけを検出するため、割り算器で構成さ
れる補償回路6Bに導かれ、光周波数の変動だけを検出
し、加算器２で基準電圧源1Aの発生する基準電圧と比較
され、誤差信号となり、増幅器４で増幅されて、光源５
に帰還されることにより周波数が安定化される。
第２図でループを閉じるときは、スイッチ３をＢ側に
接続し、スイッチ10を10H側に接続しておき、制御信号
が高域通過フィルタ11で制限されるようにしておく。次
にスイッチ３をＡ側にし、周波数が安定した後にスイッ
チ10を10G側にする。
接続し、スイッチ10を10H側に接続しておき、制御信号
が高域通過フィルタ11で制限されるようにしておく。次
にスイッチ３をＡ側にし、周波数が安定した後にスイッ
チ10を10G側にする。
［発明の効果］ この発明によれば、ループの中に切り離しのできる低
域通過特性をもつフィルタを直列接続とするか、高域通
過特性をもつフィルタを並列接続とするかしているの
で、ループを閉じるときだけループの応答を遅くして周
波数を安定化することができる。
域通過特性をもつフィルタを直列接続とするか、高域通
過特性をもつフィルタを並列接続とするかしているの
で、ループを閉じるときだけループの応答を遅くして周
波数を安定化することができる。
第１図は第１の発明による光周波数安定化光源の構成
図、第２図は第２の発明による光周波数安定化光源の構
成図、第３図は従来技術による光周波数安定化光源の構
成図、第４図は周波数弁別器6Aにファブリ・ペロー干渉
計を使用した場合の伝達特性図である。 1A……基準電圧源、1B……基準電圧源、２……加算器、
３……スイッチ、４……増幅器、５……光源、6A……高
周波数弁別器、6B……補償回路、７……スイッチ、８…
…スイッチ、９……低域通過フィルタ、10……スイッ
チ、11……高域通過フィルタ。
図、第２図は第２の発明による光周波数安定化光源の構
成図、第３図は従来技術による光周波数安定化光源の構
成図、第４図は周波数弁別器6Aにファブリ・ペロー干渉
計を使用した場合の伝達特性図である。 1A……基準電圧源、1B……基準電圧源、２……加算器、
３……スイッチ、４……増幅器、５……光源、6A……高
周波数弁別器、6B……補償回路、７……スイッチ、８…
…スイッチ、９……低域通過フィルタ、10……スイッ
チ、11……高域通過フィルタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松浦 聡 東京都大田区蒲田４丁目19番７号 安藤 電気株式会社内 (72)発明者 李 哲賢 東京都大田区蒲田４丁目19番７号 安藤 電気株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−64083（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−113291（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04B 10/00 - 10/28
Claims (2)
- 【請求項１】第１の基準電圧源（1A）を第１の入力とす
る加算器（２）と、 加算器（２）の出力と第２の基準電圧源（1B）を切り換
える第１のスイッチ（３）と、 第１のスイッチ（３）の出力を入力とし、直通と、低域
通過フィルタ（９）を直列接続にする第２のスイッチ
（７）と第３のスイッチ（８）と、 第３のスイッチ（８）の出力を入力とする増幅器（４）
と、 増幅器（４）の出力を入力とする光源（５）と、 光源（５）の出力の一部を入力とする光周波数弁別器
（6A）と、 光源（５）の出力パワーの変動で光周波数弁別器（6A）
の出力が変動するのを補償する補償回路（6B）とを備
え、 補償回路（6B）の出力を加算器（２）の第２の入力と
し、第１のスイッチ（３）が第２の基準電圧源（1B）側
に接続されているときと加算器（２）側に接続するとき
は第２のスイッチ（７）と第３のスイッチ（８）で低域
通過フィルタ（９）を直列に接続し、第１のスイッチ
（３）を加算器（２）側に接続し周波数が安定化された
後は第２のスイッチ（７）と第３のスイッチ（８）で直
通にすることを特徴とする光周波数安定化光源。 - 【請求項２】第１の基準電圧源（1A）を第１の入力とす
る加算器（２）と、 加算器（２）の出力と第２の基準電圧源（1B）を切り換
える第１のスイッチ（３）と、 第１のスイッチ（３）の出力を入力とする増幅器（４）
と、 第１のスイッチ（３）の出力を入力とし、 （10G）側に接続すると開放となり、（10H）側に接続す
ると高域通過フィルタ（11）を並列接続にする第２のス
イッチ（10）と、 増幅器（４）の出力を入力とする光源（５）と、 光源（５）の出力の一部を入力とする光周波数弁別器
（6A）と、 光源（５）の出力パワーの変動で光周波数弁別器（6A）
の出力が変動するのを補償する補償回路（6B）とを備
え、 補償回路（6B）の出力を加算器（２）の第２の入力と
し、第１のスイッチ（３）が第２の基準電圧源（1B）側
に接続されているときと加算器（２）側に接続するとき
は第２のスイッチ（10）で高域通過フィルタ（11）を並
列接続にし、第１のスイッチ３を加算器（２）側に接続
して、周波数が安定化された後は第２のスイッチ（10）
を開放にすることを特徴とする光周波数安定化光源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2324729A JP2866870B2 (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 光周波数安定化光源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2324729A JP2866870B2 (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 光周波数安定化光源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04192823A JPH04192823A (ja) | 1992-07-13 |
| JP2866870B2 true JP2866870B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=18169052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2324729A Expired - Fee Related JP2866870B2 (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 光周波数安定化光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2866870B2 (ja) |
-
1990
- 1990-11-27 JP JP2324729A patent/JP2866870B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04192823A (ja) | 1992-07-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |