JP3356781B2 - 半導体レーザの安定化方法および装置 - Google Patents

半導体レーザの安定化方法および装置

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する分野 本発明は、レーザの分野に関し、より詳しくは、周波
数安定化レーザに関する。
発明の背景 レーザの全体的周波数制御方法が知られている。光学
位相ロックループ（OPLLs）も公知である。こうした技
術は、適切な実験室の条件下で周波数の安定化や線幅縮
小性能を達成するために、ガスレーザ、色素レーザ、固
体レーザなどの多様なレーザに適用されている。線幅
は、技術上この用語が使われる場合は、光学系の解像限
界（例えば、線/mm）ではなく、レーザ出力（すなわ
ち、周波数スペクトル）の全分光内容を指すものであ
る。
一般に、OPLLsの従来の用途では、分光応答が比較的
狭い線幅の単一周波数に特徴がある、レーザ共振器を備
えたシステムに限定されている。そこで、先行技術のOP
LLにおいて、一般的にレーザ共振器で構成される光学系
の伝送機能は、残留レーザ位相ノイズを生じることのあ
るフーリエ周波数を低減する間に、増幅用にそれぞれの
分光特性を選択するために適切なフィルタリングを行う
必要がある。一方、モノリシック半導体レーザの広域自
由運転線幅特性は、こうした装置のフィードバック制御
を事実上さらに困難にしている。そこで、大多数の研究
者等は、半導体レーザ共振器の自由分光範囲を縮小する
ためモノリシックデザインを断念している。
先行技術の教示のかぎは、レーザ共振器で構成された
能動装置は高度な可干渉性を示す必要があるという考え
方である。したがって、光共振器の自由分光範囲が増大
した場合、先行技術のOPLLを実行するための適切な位相
安定を提供するために、共振帯域幅を、対応させて縮小
する必要がある。これは場合によっては、共振器のフィ
ネスをさらに増加させるか、またはレーザ利得媒体を利
用して達成できるが、この場合、放出を促進させるエネ
ルギ状態は、必要とする位相ノイズの低減に十分な準安
定である。レーザの安定化は、レーザ出力信号の一部
を、レーザ周波数に関係なく特別に規定した一連の周波
数で共振する受動光共振器に向けて送り出すことで一般
的に達成され、レーザ周波数は、フィードバック制御動
作によってこうした共振周波数に維持される。共振器を
構成するミラーの反射力が非常に高い（低損失）場合
は、その共振器は高フィネス共振器と称される。数学的
に、フィネスは、半最大周波数応答（分光線幅）におけ
るその全線幅によって分割された、共振器の単なる自由
分光範囲である。これは、特定のフィネスのスペクトル
線幅を決める共振器の自由分光範囲である。長期安定性
特性も示す高フィネス共振器は、レーザの制御と安定化
における重要な要素であると言われている。
そこで、本発明の目的は、半導体レーザに適用可能な
レーザ安定化制御装置を提供することである。
さらに、本発明の目的は、高フィネス共振器と互換性
があるがそれに依存していないフィードバック制御装置
を提供することである。
さらに、本発明の目的は、半導体レーザの狭線幅なら
びに長期間の周波数安定動作を達成することである。
発明の要約 上記およびその他の目的は、開示した半導体レーザの
周波数安定化方法によって提供され、この方法ではレー
ザ位相が共振器の位相（または別の光基準信号位相）に
対応して検出され、周波数制御信号としてレーザにフィ
ードバックされる。この方法は、光共振器の漏れフィー
ルドとフォトダイオードの半導体レーザの周波数変調出
力とを光学的に混合することでヘテロダインビート音中
のレーザスペクトルのマイクロ波サインを検出し、適切
な位相関係に同調させたこのマイクロ波スペクトルを周
波数変調基準ソースと混合することでレーザの位相を検
出する。この方法はさらに、ヘテロダインスペクトルの
検出位相をフィルタリングし、ヘテロダインスペクトル
の検出位相をスケーリングし、周波数変調基準ソースと
ヘテロダインスペクトルのスケーリングした検出位相と
を持つ半導体レーザを変調するステップから構成されて
いる。
図面の簡単な説明 図１は、本発明の好ましい実施態様に係るコヒーレン
ト光通信トランシーバの半導体レーザ安定化装置のブロ
ック図を示し、 図２は、図１のトランシーバの基準空洞としてファブ
リペロー干渉計を利用した光共振器20の実施態様を示
し、 図３は、図１のトランシーバの基準空洞として三エレ
メントリング共振器を利用した光共振器20の実施態様を
示し、 図４は、図１のトランシーバの基準空洞として偏波維
持ファイバリング共振器を利用した光共振器20の実施態
様を示し、 図５は、図１のトランシーバのDC−2.5GHzからのフラ
ット周波数応答を生じる実施態様における光電子フロン
トエンド22を構成する回路を示す概略図で、 図６は、図１のトランシーバのコンバイナ32のインピ
ーダンス整合ネットワークを介したレーザへのインター
フェースを含むサーボループのIF増幅器14の部分の概略
図である。
好ましい実施態様の詳細な説明 図１は、本発明の実施態様に係るレーザ安定化制御装
置10のブロック図を示す。図示したように、半導体レー
ザ12は、IF増幅器14と，マイクロ波（RF）発振器16と，
信号入力とによって変調される。図１に示す半導体レー
ザ12は、InGaAsP分布帰還型レーザ（例えば、AT＆Ｔ製
のモデル257）であり、本発明は、屈折率導波形レーザ
およびその他のタイプの埋め込みヘテロ構造デザインを
含むがそれに限定されない従来のレーザに適用可能であ
る。つまり、本発明は、GaAlAsレーザならびにInGaAsP
レーザで十分に動作することを実証している。
RF発振器16からの信号によってレーザ12を変調するこ
とで、RF発振器16の周波数でレーザ移動を変調させる。
次に、レーザ12の安定化は、結合器32内でRF発振器16か
らの信号と結合したフィードバック信号によって、下記
のように行われる。
実施態様では、光カプラ18は、適切な結合比の光エレ
メントを備えている。光カプラ18は、ビームスプリッタ
すなわち部分反射板として機能し、レーザ放射が光エレ
メントに当たり、光の一部が光エレメントを透過し、ま
た一部はそこで反射される。光カプラ18を透過する部分
は、通信信号として有用であり、結合または反射された
部分は、フィードバック信号として使用するために光共
振器20の方に向けられる。光カプラ18は、好適な光学コ
ーティングしたミラーまたは好適な結合比の受動光ファ
イバ装置でもよい。
光共振器20は、図２や図３に示すように、ファブリペ
ロー干渉計56またはリング共振器74構造でもよい。図４
は、光ファイバリング共振器86を使用した好ましい実施
態様を示す。本発明の目的のため、入力ファイバ82と光
ファイバリング86との間の光リングカプラ84は、ファブ
リペロー干渉計56の入力ミラー66と同様に機能する。光
ファイバリング共振器86の共振モードの作用は、リング
共振器74の縦モードでの作用に酷似している。
ファブリペロー干渉計56を使用した、図２に示した実
施態様では、光共振器56と半導体レーザ12との分離を十
分にすることが望ましいことが多く、時には必須であ
る。この実施態様では、このような分離は、入力58・出
力62の偏光プリズムと組み合わせたファラデーローテー
タ60により達成される。入力偏光プリズム58は、強いフ
ィードバック信号を、光電子フロントエンド22への入力
を構成するフォトダイオード72へ向ける偏光選択ビーム
スプリッタの機能も果たし、また半導体レーザ12との必
要な分離も行っている。
一方、リング共振器74を使用する本発明（図３）の実
施態様では、入力ミラー76は傾斜させて軸を外してあ
り、こうすることでこのデザインは光共振器74と半導体
レーザ12との固有の分離をしている。これは、入力ミラ
ー76からの反射が、レーザ12の代わりにPINフォトダイ
オード72と一線になっているからである。そこで、共振
器74をレーザ12から分離することに加えて、リング空洞
74の入力ミラー76は、フィードバック信号のビームスプ
リッタの二次機能を実行する。
共振力を光共振器20で設定できることを確認するに
は、レーザ光の空間特性を光共振器20の所望空間モード
に整合させる必要がある。これは、通常、モード整合レ
ンズ64で設定可能である。
ファブリペロー共振器56とリング共振器74,86とは周
波数の選択に有益である一方、特に高フィネス範囲（例
えば、50,000〜100,000）ではその設計や製作が困難で
ある。許容誤差がわずか1000分の１ミリの光反射装置を
必要とする。損失が百万分の数パーツ以下の超高反射率
のミラー用の光学コーティングも必要である。厳密な位
置合わせは、実際の使用における一般的な苛酷で厳しい
環境で長期間に渡って維持することが困難なことがよく
ある。
図４に示したような好ましい実施態様において、図３
のリング共振器74の大半の光学部品76,78,80は、光ファ
イバ部品82,84,86で置き換えられる。この場合、光カプ
ラ84が図３の入力ミラー76に代わって使われる。図３の
リング共振器74を構成するその他の光学部品78,80は、
分極保持（PM）ファイバ86のループに置き換えられる。
図４に示すように実施態様を実現するには、入力PMファ
イバ82と光ファイバリング共振器86との間のリングカプ
ラ84内のインタフェースの損失を少なくすることが重要
である。光ファイバリングカプラ84や光ファイバリング
86に損失がある場合は、共振器フィネスが低下する。そ
こで、使用される光リングカプラ84は、過剰損失が最少
の結合PMファイバ間の結合比（例えば、＜１％）が比較
的低いことが必要である。一般に、過剰損失は、最適な
結果を達成するためには、結合比よりもかなり小さいこ
とが必要である。
分極保持光ファイバリング86を光共振器20へ適用する
点について、いくつかの最終的注意を記載する。使用組
み立てを達成するために、一様な直線偏光が、光ファイ
バ共振器86に結合した分極保持ファイバ82の入力に確実
に導入されることが重要である。これを確実にするに
は、レーザ出力とPMファイバ入力との間に偏光光学部品
64を挿入し、また伝送偏光の配向を、PMファイバの主軸
（すなわち、高速または低速軸）に対応するように調整
する、こうしてPMファイバに沿って伝搬するように光学
的偏光の完全性を保持する。
さらに、リング共振器86を構成する分極保持ファイバ
の両端部を接続する接続部は分極保持完全性も高いもの
であることを確実にする必要がある。これは、高品質分
極保持融着スプライサ（例えば、アルコア−フジクラモ
デルFSM−20PMII）を使用して、リング共振器86を形成
するPMファイバの二端部を接続することで達成すること
が可能である。このようなアプローチにより、本発明の
この態様を実施する上で適した安定した光共振器の組み
立てが比較的簡単明瞭になる。
以上のように、光共振器20は、光ファイバ装置（例え
ば、結合PMファイバリング86）やバルク光学装置（例え
ば、ファブリペロー共振器56）でもよい。光共振器20
は、市販の光学部品を使用して、適切なレーザ周波数
（例えば、230THz）と適切なフィネス（例えば、200）
で共振するように構成してもよい。さらに高いフィネス
（例えば、80,000）は、研究用光学部品を使用して達成
され、また特に優れた機能をするが、フィネスの低い
（例えば、1000以下）共振器に適用した場合に最も有益
であり経済的であると思われる。
光電子フロントエンド22は、適切な高速光検出器を介
して光学系の光共振器20に接続する。この実施態様で
は、PINフォトダイオード72（例えば、EPITAXXモデルET
X60B）を選択する。好ましい実施態様では、全通信シス
テム帯域幅（例えば、10MHz−2.5GHz）にわたる利得を
提供するトランスインピーダンス増幅器（図５）を使用
して、PINフォトダイオード72からの出力を増幅する。
図５は、光電子フロントエンド22の実施態様を表す概
略図を示す。この実施態様では、光ファイバ82に含まれ
る光信号は、コモンエミッタ増幅トランジスタ140と、
エミッタホロワトランジスタ144と、トランスインピー
ダンス抵抗器134と、電圧降下抵抗器138とを含むトラン
スインピーダンス増幅器の入力に接続されたPINフォト
ダイオード72に入る。電流源トランジスタ150は、トラ
ンジスタ154,156から成る分圧器によって設定されたベ
ース電圧以下の１つのダイオード接合電位での抵抗器15
2の電圧低下を調製することで、電圧低下抵抗器138を流
れる電流を調製する。トランスインピーダンス抵抗器13
4を流れる最大電流（すなわち、信号電流）が抵抗器138
の電圧低下を調製するものよりも相当小さい場合は、バ
イアス条件下でのエラーは、増幅器のダイナミックレン
ジ全体を通して小さくなる。
光電子フロントエンド22の次にあるフィルタ24は、通
信信号（すなわち、信号入力）により生じる変調に対す
るフィードバックシステムの応答を減衰させ、もう一方
ではRF発振器16による変調を通している。この実施態様
では、高域フィルタを使用して、800MHzでの＞65dBの減
衰をする一方、0.2GHzでの＜1.0dBの挿入損を達成して
いる（例えば、逆チェビシェフフィルタ：通過帯域での
４極と４ゼロ）。
その次にあるRF増幅器26は、位相検出器28（例えば、
ワトキンス−ジョンソンM2GC）や指向性カプラ30（例え
ば、Narda4012C−10）と同様に、従来の広帯域装置（例
えば、Avantek AWT−2054）のカスケードである。RF増
幅器の最もユニークな態様は、利得が高めに（例えば、
＞90dB）設定してあることである。RF発振器16の周波数
での位相検出器28へのフィードバック信号に含まれる平
均パワーは、位相検出器28のダイオードを飽和させるレ
ベルにするが、このレベルは光電子フロントエンド22に
よって達成されるS/N比を低下させるほどではない。位
相検出器28は二重平衡ミキサーでもよく、その場合は、
装置が位相検出器28として機能するようにIFポートがDC
結合されていることを確認する必要がある。
位相検出器28の動作は、制御装置が正常に機能する上
で重要である。位相検出器28へのRF入力を行う信号は、
レーザ位相のパワースペクトル密度を含んでいる。ここ
に説明したレーザトランスミッタ10の場合は、信号はレ
ーザ12と光共振器20の共鳴光学場との光学的混合より生
じる相違周波数によって生じる。この混合はPINフォト
ダイオード72で起こる。
レーザ12をRF発振器16によって位相変調することを念
頭に置けば、RF発振器16の周波数でのフィードバックル
ープで発生したRF相違周波数は、光共振器20によってス
ペクトルでフィルタリングされた漏れ磁界成分のあるレ
ーザ12の周波数スペクトルの位相変調成分の光学的混合
に起因することが明白である。光共振器20からのスペク
トルでフィルタリングした成分の周波数スペクトルが半
導体レーザ12の生出力よりも相当狭いので、スペクトル
フィルタ信号は、レーザ周波数スペクトルの微細構造の
大部分をPINフォトダイオード72内のフィードバック信
号に分解できる。このスペクトルは、ヘテロダインうな
り音としてRF共振器の周波数でPINフォトダイオード内
に生じる光電流の変調に現れる。
このように、レーザの位相は、RFフィードバック信号
に位相に含まれている。次に位相検出器28は、RF信号に
位相を検出することで、レーザの位相を検出する。レー
ザの位相は、ヘテロダインうなり音に含まれているもの
で、直角位相のヘテロダインうなり音をRF発振器16から
の基準信号と混合することにより位相検出器28で検出さ
れる。
この位相検出器28の機能は、検出した位相を適切な極
性の直流結合エラー信号に変換してサーボアクチュエー
タ（すなわち、レーザ12）での位相修正を行う。位相検
出器28のIF出力のDC特徴は、LOとRFのポートでの信号間
の位相関係により決定される。このように、この位相関
係は、適切なIF応答を出すために調節する必要がある。
この調節をするには、RF発振器16の周波数をチューニン
グするか、または指向性カプラ30と位相検出器28へのLO
入力との間の遅延線の物理的長さを変更する。
位相検出器28へのLOとRFの入力信号間の位相関係が適
切に調節されていれば、IF信号は、光共振器20の共振モ
ードの近辺のレーザ周波数に対応する明確なバイポーラ
波形を持っている。そこで、位相エラーが起こってレー
ザの周波数が高くなると、対応したIF信号の変化が、レ
ーザ接合電流を増大させてレーザ12の位相が光共振器20
の位相に相当することになる。逆に、位相エラーが低周
波数のレーザ発光になった場合は、IF信号が接合電流を
低下させる。
IF増幅器14は、位相検出器28からのエラー信号を処理
し、フィードバックシステムのレーザ12へのインタフェ
ースを提供する。レーザ駆動回路のIF増幅器とコンバイ
ナの部分の実施態様を示す概略図を図６に示す。この実
施態様では、位相検出器28のIF出力がIF入力90に印加さ
れる。二信フィルタの高域部は、ヘテロダインうなり音
の偏出位相からの高周波成分をフィルタして、IF信号の
高周波成分のフィードフォーワードを接続点90,94,104
を介したIF増幅器の最終段階へ直接収容する。最終段階
は、クランプ電流フィードバック演算増幅器106（例え
ば、コムリニアCLC502）を使用する加算増幅器106から
成る。このフィードフォーワード技術は、IF利得の追加
段階による位相マージュ劣化に関わらず、IF帯域幅を増
大させる。
低域部は、その他の使用可能位相マージュがその他の
IF利得（すなわち、スケーリング）の導入を可能とす
る、IF信号の低めのフーリエ周波数成分を収容する。図
６に示した実施態様では、高利得広帯域幅演算増幅器
（例えば、コムリニアCLC422やCLC401）を組み込んだ単
段増幅器を使用している。低めのフーリエ周波数でのス
ケーリングした出力が、演算増幅器106の加算接続点104
における高周波数成分を組み合わされる。
このIF信号（すなわち、ヘテロダインうなり音の高周
波数成分とスケーリングした検出位相）は、エミッタフ
ォロワトランジスタ108との組み合わせで演算増幅器106
を介してレーザ接合電流を引き出する。電流は、抵抗器
110の電圧に対応する接続点104での演算増幅器への入力
電圧によって設定される。電流源トランジスタ108のコ
レクタは、結合器32の回路の接続点112での低域部分に
よりレーザにインピーダンス整合される。このインピー
ダンス整合は、演算増幅器106の全利得帯域幅を含む必
要がある広帯域幅にわたって保持する必要がある。
結合器32（図６）は、IF信号用の低域部112（例え
ば、DC250MHz）と高域部114（例えば、0.25−4.0GHz）
とから成り、指向性カプラ30を介してRF発振器16からの
信号を入力結合する、多重化フィルタとして機能する。
RF発振器16とIF増幅器14からの信号を結合することに加
えて、結合器32は、広帯域高域キャラクタ（例えば、0.
01−2.0GHz）の信号入力ポートを含む。この実施態様で
は、レーザ12と抵抗器118は、ダイプレクサ出力接合点1
16により駆動される整合負荷に含まれているが、レーザ
だけは信号入力122に対応する整合負荷に含まれてい
る。そこで、重畳周波数応答のエリアに、干渉しない方
法で信号を結合することが可能である。高域フィルタ12
4には、通信信号をレーザ12に結合し、ダイプレクサ116
の低域部12は、IFフィードバック信号をレーザ12に結合
する。上記信号すべては、このように結合され、それぞ
れのソースの寄与によるレーザ性能の低下なしに、レー
ザ12を変調する。変調光出力は、光ファイバ134に結合
され、コヒーレントレーザ送信機の光出力を含むことに
なる。
半導体レーザ（スレーブ）36の機能は、コヒーレント
ホモダインまたはヘテロダイン光受信器の局部発振器と
してのものである。半導体レーザ（スレーブ）36を制御
するサーボシステムは、局部発振器レーザ36が、ヘテロ
ダイン光混合スペクトルのRFエラー信号の派生について
光共振器20を使用しないことを主たる例外として、トラ
ンスミッタレーザ12を制御するものとほぼ同じである。
さらに、RF発振器40の周波数は、サーボの全IF帯域幅の
少なくとも２倍、RF発振器16の周波数と分離する必要が
ある。これで、マスターレーザとスレーブレーザ間のエ
ラー信号の適切な割り当てが確実になる。レーザ36の局
部発振器サーボが光共振器を必要としないのは、光共振
器漏れ信号がトランスミッタレーザ12のものに対応がな
されているので、残留レーザトランスミッタパワーが、
局部発振器レーザ36を制御するサーボ用に同じ様に機能
するからである。このように、この実施態様は、局部発
振器レーザを、コヒーレント光信号の粗ホモダイン検出
となるトランスミッタ中心周波数に直接ロックできるよ
うにする。局部発振器レーザ36が、位相オフセットエラ
ーが少ない、トランスミッタレーザ12の中心周波数にロ
ックされる、このシステムでヘテロダインロックの達成
も可能になる。
位相ノイズを補償する必要がある最高周波数フーリエ
成分を超える周波数でフィードバック位相ノイズが利得
を示すことを規定することで、フィードバック動作によ
って固有位相ノイズを抑制するためにフィードバック制
御装置を使用できることが一般に受け入れられている。
そこで、レーザソースの線幅を狭くするために、サーボ
ループの利得帯域幅はレーザ線幅を超える必要がある、
すなわち、ループは位相ノイズの最高フーリエ周波数で
利得を持つ必要がある。閉ループにも拘わらず、フィー
ドバック信号の高フーリエ成分がループを不安定にする
前に許容できる最高グループ遅延を安定性要件が決定す
る。このように、特定のループ帯域幅について可受理位
相マージン内で達成可能な最高利得が実際にある。
しかし、半導体レーザの場合、問題はそれほど単純で
はない。レーザは、フィードバックループのソース、変
調器、アクチュエータとして機能する。レーザはサーボ
アクチュエータとして機能するので、それはループの伝
達特性を決定する接合点電流の変調に対するそれ自体の
位相応答である。IFフィードバック信号のダイナミック
レンジがマイクロ波スペクトルの相当な部分のレーザ周
波数を制御しているので、ループは、サーボループのIF
スペクトルの周波数の内容を超えるフーリエ周波数での
レーザの位相ノイズ消滅を示すことが可能である。
サーボループでのいくつかの機能の実行に加えて、レ
ーザは、本発明のソースおよび変調器として二重機能を
実行する。それは、通信信号のコヒレント（可干渉）伝
送のものである。このように、単一レーザは、高性能コ
ヒレント光学系への非常に経済的なアプローチとなる複
雑なシステムで多くの重要な機能を実行する。コヒレン
ト光学技術の特徴である相当な帯域幅と損失予算増加を
考慮すると、以上説明した本発明の実用性は明らかであ
る。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−275786（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−269882（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−347452（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50 H01S 3/00 - 3/30 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】半導体レーザの周波数を安定させる方法に
    おいて、 光共振器の漏れフィールドと半導体レーザの周波数変調
    出力とを光学的に混合することでヘテロダインうなり音
    を検出するステップと、 直角位相のヘテロダインうなり音を無線周波数基準信号
    と混合することでヘテロダインうなり音の位相を検出す
    るステップと、 ヘテロダインうなり音の検出位相をフィルタリングする
    ステップと、 周波数に基づいてヘテロダインうなり音の検出位相の利
    得をスケーリングするステップと、 無線周波数基準信号とヘテロダインうなり音のスケーリ
    ングした検出位相とを持つ半導体レーザを変調するステ
    ップとから構成することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】半導体レーザの出力を光共振器に結合する
    ステップをさらに備えることを特徴とする請求項１記載
    の方法。
  3. 【請求項３】前記ヘテロダインうなり音を検出するステ
    ップが、半導体レーザの出力の一部を受光素子へ分流す
    るステップをさらに備えることを特徴とする請求項２記
    載の方法。
  4. 【請求項４】前記半導体レーザの出力の一部を受光素子
    へ分流するステップが、光共振器からの光周波数基準信
    号をインターセプトするステップをさらに備えることを
    特徴とする請求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】前記ヘテロダインうなり音を検出するステ
    ップが、光共振器の出力の一部を受光素子へ分流するス
    テップをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の
    方法。
  6. 【請求項６】前記ヘテロダインうなり音の検出位相をフ
    ィルタリングするステップが、半導体レーザの中央周波
    数の近辺の少なくとも１つのフーリエ周波数成分を分離
    するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１
    記載の方法。
  7. 【請求項７】前記ヘテロダインうなり音の検出位相をス
    ケーリングするステップが、ヘテロダインうなり音の検
    出位相を増幅するステップをさらに備えることを特徴と
    する請求項１記載の方法。
  8. 【請求項８】前記高周波数成分とヘテロダインうなり音
    のスケーリングした検出位相とを持つ半導体レーザを変
    調するステップが、半導体レーザと作動可能に相互接続
    した電流増幅器の入力でのヘテロダインうなり音のスケ
    ーリングした検出位相の分離フーリエ成分を合計するス
    テップをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の
    方法。
  9. 【請求項９】電流増幅器の出力を半導体レーザにインピ
    ーダンス整合するステップをさらに備えることを特徴と
    する請求項８記載の方法。
  10. 【請求項１０】半導体レーザの周波数を安定させる方法
    において、 光共振器の漏れフィールドと半導体レーザの周波数変調
    出力とを光学的に混合することでフォトダイオードのヘ
    テロダインうなり音を検出するステップと、 直角位相のヘテロダインうなり音を無線周波数変調基準
    信号と混合することでヘテロダインうなり音の位相を検
    出するステップと、 帯域幅フィルタリングによってヘテロダインうなり音の
    検出位相の低フーリエ周波数成分から高フーリエ周波数
    成分信号を分離するステップと、 ヘテロダインうなり音の検出位相の高フーリエ周波数成
    分信号と低周波数フーリエ成分信号を個別にスケーリン
    グするステップと、 ヘテロダインうなり音の検出位相の高・低フーリエ周波
    数成分信号および無線周波数変調ソースを持つ半導体レ
    ーザを変調するステップとから構成することを特徴とす
    る方法。
  11. 【請求項１１】ヘテロダインうなり音の位相を検出する
    前に検出ヘテロダインうなり音を増幅するステップをさ
    らに備えることを特徴とする請求項10記載の方法。
  12. 【請求項１２】前記ヘテロダインうなり音の検出位相の
    高・低フーリエ周波数成分信号をスケーリングするステ
    ップが、ヘテロダインうなり音の検出位相を増幅するス
    テップをさらに備えることを特徴とする請求項10記載の
    方法。
  13. 【請求項１３】半導体レーザの周波数を安定させる方法
    において、 光共振器の漏れフィールドと半導体レーザの周波数変調
    出力とを光学的に混合することでヘテロダインうなり音
    を検出するステップと、 直角位相のヘテロダインうなり音を無線周波数基準信号
    と混合することでヘテロダインうなり音の位相を検出し
    て、相違周波数を生じるステップと、 相違周波数を持つ半導体レーザを周波数変調するステッ
    プとから構成することを特徴とする方法。
  14. 【請求項１４】無線周波数基準信号を持つ半導体レーザ
    を周波数変調するステップをさらに備えることを特徴と
    する請求項13記載の方法。
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