JP6370633B2 - 光周波数コムによるレーザ周波数測定の精度評価方法及び装置 - Google Patents
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Description
νn=n・frep+fCEO …(1)
fB=νlaser−νn …(2)
νlaser=n・frep+fCEO+fB …(3)
n1=(νmark−fB1−fCEO1)/frep1 …(4)
νlaser1=n1・frep+fCEO+fB1 …(5)
120…周波数可変レーザ
130、150…ビート測定光学系
160…ビート周波数測定部
162、164…周波数カウンタ
170…発振モード観察部
180…演算部
182…パソコン(PC)
190…コントローラ
200…パワーメータ
n1、n2…モード次数
Claims (16)
- 光周波数コムによるレーザ周波数測定の精度を評価する方法であって、
周波数可変で、かつ、当該周波数に応じて発振モードが変化するモード移行周波数を有する周波数可変レーザ装置の発振周波数を変化させた際の発振モードの観測結果に基づいて、第一光周波数コムと前記周波数可変レーザ装置からの出力光を干渉させた際に得られる第一ビート周波数を検知する際の前記第一光周波数コムからの出力光の第一のモード次数n 1 を算出し、
その時の周波数間隔f rep1 とCEO周波数f CEO1 の設定値及び、周波数可変レーザと第一光周波数コムの第一ビート周波数f B1 を使って、その時の周波数可変レーザの絶対周波数ν laser1 を算出し、
次に、周波数可変レーザと第二光周波数コムの第二ビート周波数f B2 と、第一光周波数コムによって得られる絶対周波数ν laser1 の値と周波数間隔f rep2 とCEO周波数f CEO2 の設定値を使って、第二光周波数コムの第二のモード次数n 2 を算出し、
第二のモード次数n 2 が得られたら、周波数間隔f rep2 及びCEO周波数f CEO2 及び第二ビート周波数f B2 を再度用いて、第二光周波数コムによる周波数可変レーザの絶対周波数測定結果ν laser2 を得、
そして、絶対周波数ν laser2 とν laser1 の差を算出して、第一光周波数コムに対する第二光周波数コムの差として、第二光周波数コムの性能を評価することを特徴とする、光周波数コムによるレーザ周波数測定の精度評価方法。 - 前記周波数可変レーザ装置は、周波数を変化させた際に、前記発振モードが2モードあるいはそれ以上のマルチモードからシングルモードに変化、または、シングルモードから2モードあるいはそれ以上のマルチモードに変化するモード移行周波数を有するレーザを出力することを特徴とする、請求項1に記載の光周波数コムによるレーザ周波数測定の精度評価方法。
- 光周波数コムによるレーザ周波数測定の精度を評価する方法であって、
周波数可変で、かつ、周波数に応じて強度が変化する周波数可変レーザ装置の周波数を変化させた際の出力光の強度の観測結果に基づいて、第一光周波数コムと前記周波数可変レーザ装置とからの出力光を干渉させた際に得られる第一ビート周波数を検知する際の前記第一光周波数コムからの出力光の第一のモード次数n 1 を算出し、
その時の周波数間隔f rep1 とCEO周波数f CEO1 の設定値及び、周波数可変レーザと第一光周波数コムの第一ビート周波数f B1 を使って、その時の周波数可変レーザの絶対周波数ν laser1 を算出し、
次に、周波数可変レーザと第二光周波数コムの第二ビート周波数f B2 と、第一光周波数コムによって得られる絶対周波数ν laser1 の値と周波数間隔f rep2 とCEO周波数f CEO2 の設定値を使って、第二光周波数コムの第二のモード次数n 2 を算出し、
第二のモード次数n 2 が得られたら、周波数間隔f rep2 及びCEO周波数f CEO2 及び第二ビート周波数f B2 を再度用いて、第二光周波数コムによる周波数可変レーザの絶対周波数測定結果ν laser2 を得、
そして、絶対周波数ν laser2 とν laser1 の差を算出して、第一光周波数コムに対する第二光周波数コムの差として、第二光周波数コムの性能を評価することを特徴とする、光周波数コムによるレーザ周波数測定の精度評価方法。 - 前記出力光の強度が最大値、最小値、極大値、及び極小値のいずれかとなる発振周波数を用いて、前記第一及び第二のモード次数n 1 、n 2 を特定することを特徴とする、請求項3に記載の光周波数コムによるレーザ周波数測定の精度評価方法。
- 前記第一ビート周波数と前記第二ビート周波数を検知又は測定して、前記光周波数コムと測定対象の光周波数コムの相対安定度の測定及び絶対周波数の比較を行うことを特徴とする、請求項1乃至4のいずれかに記載の光周波数コムによるレーザ周波数測定の精度評価方法。
- 前記周波数可変レーザ装置は、前記第一ビート周波数が一定になるように周波数安定化することを特徴とする、請求項1乃至5のいずれかに記載の光周波数コムによるレーザ周波数測定の精度評価方法。
- 前記第一ビート周波数は測定せずに、安定化の指令値を用いることを特徴とする、請求項6に記載の光周波数コムによるレーザ周波数測定の精度評価方法。
- 前記周波数可変レーザ装置として、He−Neレーザを用いることを特徴とする、請求
項1乃至7のいずれかに記載の光周波数コムによるレーザ周波数測定の精度評価方法。 - 光周波数コムによるレーザ周波数測定の精度を評価する装置であって、
周波数可変で、かつ、当該周波数に応じて発振モードが変化するモード移行周波数を有する周波数可変レーザ装置と、
前記発振モードを観測する手段と、
第一光周波数コムと前記周波数可変レーザ装置からの出力光を干渉させた際に得られる第一ビート周波数を検知する手段と、
第二光周波数コムと前記周波数可変レーザ装置からの出力光を干渉させた際に得られる第二ビート周波数を検知する手段と、
前記周波数可変レーザ装置の発振周波数を変化させた際の前記発振モードの観測結果に基づいて、前記第一ビート周波数を検知する際の前記第一光周波数コムからの出力光の第一のモード次数n 1 を算出し、その時の周波数間隔f rep1 とCEO周波数f CEO1 の設定値及び、周波数可変レーザと第一光周波数コムの第一ビート周波数f B1 を使って、その時の周波数可変レーザの絶対周波数ν laser1 を算出し、次に、周波数可変レーザと第二光周波数コムの第二ビート周波数f B2 と、第一光周波数コムによって得られる絶対周波数ν laser1 の値と周波数間隔f rep2 とCEO周波数f CEO2 の設定値を使って、第二光周波数コムの第二のモード次数n 2 を算出し、第二のモード次数n 2 が得られたら、周波数間隔f rep2 及びCEO周波数f CEO2 及び第二ビート周波数f B2 を再度用いて、第二光周波数コムによる周波数可変レーザの絶対周波数測定結果ν laser2 を得、そして、絶対周波数ν laser2 とν laser1 の差を算出して、第一光周波数コムに対する第二光周波数コムの差として、第二光周波数コムの性能を評価する手段と、
を備えたことを特徴とする、光周波数コムによるレーザ周波数測定の精度評価装置。 - 前記周波数可変レーザ装置は、周波数を変化させた際に、前記発振モードが2モードあるいはそれ以上のマルチモードからシングルモードに変化、または、シングルモードから2モードあるいはそれ以上のマルチモードに変化するモード移行周波数を有するレーザを出力することを特徴とする、請求項9に記載の光周波数コムによるレーザ周波数測定の精度評価装置。
- 光周波数コムによるレーザ周波数測定の精度を評価する装置であって、
周波数可変で、かつ、周波数に応じて強度が変化する周波数可変レーザ装置と、
前記周波数可変レーザ装置からの出力光の強度を観察する強度観測手段と、
第一光周波数コムと前記周波数可変レーザ装置とからの出力光を干渉させた際に得られる第一ビート周波数を検知する手段と、
第二光周波数コムと前記周波数可変レーザ装置とからの出力光を干渉させた際に得られる第二ビート周波数を検知する手段と、
前記周波数可変レーザ装置の周波数を変化させた際の前記出力光の強度の観測結果に基づいて、前記第一ビート周波数を検知する際の前記第一光周波数コムからの出力光の第一のモード次数n 1 を算出し、その時の周波数間隔f rep1 とCEO周波数f CEO1 の設定値及び、周波数可変レーザと第一光周波数コムの第一ビート周波数f B1 を使って、その時の周波数可変レーザの絶対周波数ν laser1 を算出し、次に、周波数可変レーザと第二光周波数コムの第二ビート周波数f B2 と、第一光周波数コムによって得られる絶対周波数ν laser1 の値と周波数間隔f rep2 とCEO周波数f CEO2 の設定値を使って、第二光周波数コムの第二のモード次数n 2 を算出し、第二のモード次数n 2 が得られたら、周波数間隔f rep2 及びCEO周波数f CEO2 及び第二ビート周波数f B2 を再度用いて、第二光周波数コムによる周波数可変レーザの絶対周波数測定結果ν laser2 を得、そして、絶対周波数ν laser2 とν laser1 の差を算出して、第一光周波数コムに対する第二光周波数コムの差として、第二光周波数コムの性能を評価する手段と、
を備えたことを特徴とする、光周波数コムによるレーザ周波数測定の精度評価装置。 - 前記出力光の強度が最大値、最小値、極大値、及び極小値のいずれかとなる発振周波数を用いて、前記第一及び第二のモード次数n 1 、n 2 を特定することを特徴とする、請求項11に記載の光周波数コムによるレーザ周波数測定の精度評価装置。
- 前記第一ビート周波数と前記第二ビート周波数を検知又は測定して、前記光周波数コムと測定対象の光周波数コムの相対安定度の測定及び絶対周波数の比較を行うことを特徴とする、請求項9乃至12のいずれかに記載の光周波数コムによるレーザ周波数測定の精度評価装置。
- 前記周波数可変レーザ装置は、前記第一ビート周波数が一定になるように周波数安定化することを特徴とする、請求項9乃至13のいずれかに記載の光周波数コムによるレーザ
周波数測定の精度評価装置。 - 前記第一ビート周波数は測定せずに、安定化の指令値を用いることを特徴とする、請求項14に記載の光周波数コムによるレーザ周波数測定の精度評価装置。
- 前記周波数可変レーザ装置として、He−Neレーザを用いることを特徴とする、請求項9乃至15のいずれかに記載の光周波数コムによるレーザ周波数測定の精度評価装置。
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