JPH01236667A - 位相差を利用した高確度安定化レ−ザ− - Google Patents
位相差を利用した高確度安定化レ−ザ−Info
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- JPH01236667A JPH01236667A JP16071387A JP16071387A JPH01236667A JP H01236667 A JPH01236667 A JP H01236667A JP 16071387 A JP16071387 A JP 16071387A JP 16071387 A JP16071387 A JP 16071387A JP H01236667 A JPH01236667 A JP H01236667A
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 6
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
- H01S3/139—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length
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- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ａ）技術の分野
本発明は高確度の周波数安定化レーザー装置に関する。
ｂ）従来技術とその欠点
内部共振器を有するレーザーに磁場を印加することによ
り発生する光ビートの周波数を水晶発振器等正確度の高
い周波数発振器の山すノ＾準信号の周波数と比較して両
者が一致するよう共振器長を制御すると、品い角度およ
び再現性を有する周波数安定化レーザーを得る事ができ
るが、以下のような欠点を有している。光ビート周波数
と基準信号の周波数の大小のみを知り、光ビート周波数
の補＋Ｅを行なう方式においては、補ｉＥ ｉｎの不確
実さは存在しないが補正指令が１〕昇、下降という２イ
１的な指令となり、制御系の時定数によっては共振現象
が発生し、発振光の周波数にゆれが発生する４億性を有
している。また、円周波数の差周波のパルスをつくり、
差周波の正負に応じて正負の極性を有するパルスを変換
してパルスの積分値で補ＩＦ指令をつくる方式を用いる
と、前記の発振光の周波数のゆれはなくなるが、正の極
性を有するパルスの波形と負の極性をイ■するパルスの
波形を正確に等しくすることはむつかしく、波形の差異
というアナログ；ａが、補正の目標値に影響を芋えるの
で、発振光の周波数が波形の差異の影響を受は周波数の
角度の低ドを招くという欠点が現れる。
り発生する光ビートの周波数を水晶発振器等正確度の高
い周波数発振器の山すノ＾準信号の周波数と比較して両
者が一致するよう共振器長を制御すると、品い角度およ
び再現性を有する周波数安定化レーザーを得る事ができ
るが、以下のような欠点を有している。光ビート周波数
と基準信号の周波数の大小のみを知り、光ビート周波数
の補＋Ｅを行なう方式においては、補ｉＥ ｉｎの不確
実さは存在しないが補正指令が１〕昇、下降という２イ
１的な指令となり、制御系の時定数によっては共振現象
が発生し、発振光の周波数にゆれが発生する４億性を有
している。また、円周波数の差周波のパルスをつくり、
差周波の正負に応じて正負の極性を有するパルスを変換
してパルスの積分値で補ＩＦ指令をつくる方式を用いる
と、前記の発振光の周波数のゆれはなくなるが、正の極
性を有するパルスの波形と負の極性をイ■するパルスの
波形を正確に等しくすることはむつかしく、波形の差異
というアナログ；ａが、補正の目標値に影響を芋えるの
で、発振光の周波数が波形の差異の影響を受は周波数の
角度の低ドを招くという欠点が現れる。
Ｃ）発明の目的及び効果
未発明は光ビート周波数と基準発振器の信号周波数を一
致させる高角度の周波数安定化レーザーにおいて、上記
の欠点を除き、共振による発振光の周波数のゆれがなく
、さらに波形といったアナログ量の影響を受けることの
ない周波数安定化レーザーを提供することを目的として
なされたものであり、未発Ｉｊ１により角度が高くかつ
再現性のよい周波数安定化レーザーがずりられることと
なった。
致させる高角度の周波数安定化レーザーにおいて、上記
の欠点を除き、共振による発振光の周波数のゆれがなく
、さらに波形といったアナログ量の影響を受けることの
ない周波数安定化レーザーを提供することを目的として
なされたものであり、未発Ｉｊ１により角度が高くかつ
再現性のよい周波数安定化レーザーがずりられることと
なった。
ｄ）発明の構成
共振器の光軸に対し直交した方向に磁場を印加した場合
、共振器長に応じ直交した偏光間の間で発生する内部光
ビート周波数と発振光の周波数が変化する。
、共振器長に応じ直交した偏光間の間で発生する内部光
ビート周波数と発振光の周波数が変化する。
内部光ビート周波数とレーザー光の周波数の変化量の間
には共振器長さに応じ一定の関係がある。
には共振器長さに応じ一定の関係がある。
内周波数の変化量の比は共振器長が２８ｃｍの場合的２
Ｘ１０’ 、共振器長が半分になれば比は４倍になる
という実測結果が得られている。従って内部光ビート周
波数を高い角度で管理すればレーザー光の周波数を管理
することができる。
Ｘ１０’ 、共振器長が半分になれば比は４倍になる
という実測結果が得られている。従って内部光ビート周
波数を高い角度で管理すればレーザー光の周波数を管理
することができる。
内部光ビート周波数が水晶発振等の出す基準周波数と−
・致するよう制御を行なえば、確度は高い。
・致するよう制御を行なえば、確度は高い。
この制御を行なう場合１周波数だけに注目すれば前述の
ごとく周波数の大小という判断で２値的なＸｔＪ制御と
なるが、アナログ駿が制御目標値に影響をｌｊ、えると
いう現象が生ずる。そこで１周波数差だけではなしに位
相差を求め両者を用いると、位相差の変化が周波数差の
市と負の中間に存在することになり２値的な制御となる
ことを避けることができる。
ごとく周波数の大小という判断で２値的なＸｔＪ制御と
なるが、アナログ駿が制御目標値に影響をｌｊ、えると
いう現象が生ずる。そこで１周波数差だけではなしに位
相差を求め両者を用いると、位相差の変化が周波数差の
市と負の中間に存在することになり２値的な制御となる
ことを避けることができる。
第１図は本発明の実施例である。
磁石２の磁場中におかれた内部Ｊ（振器を有するレーザ
ーｌの放出する直交した偏光は偏光Ｆ３で重ねられ、内
部光ビートが検知器４で検知される。
ーｌの放出する直交した偏光は偏光Ｆ３で重ねられ、内
部光ビートが検知器４で検知される。
検知された光ビート信号は高周波増幅器５で増幅された
後、周波数−電圧変換器６で周波数が信号電圧に変換さ
れる。さらに電圧加算器８で偏倚電圧発生器７でつくら
れた偏倚電圧が信号電圧に加算された後電力増幅器で増
幅され、温度制御電熱巻線１５に供給され、光ビート周
波数がほぼ一定の１１となるよう共振器長が制御される
。−・力水前発振器１２のパルスを分集カウンター１３
で分集して基準周波数がつくられる。光ビート信号の周
波数と位相差が位相・周波数検知器ｌＯで検出され、電
荷ポンプ１１で周波数および位相差の大きさ、符合によ
りパルス幅、極性の異なる電流に変換され続いて植分器
１４でゆっくり積分され、積分値が電圧加′ＩＸ器８に
よって信号電圧に加算され偏倚電圧はゆっくり修正され
る。この修正は光ビート信号波形の位相き、基準周波数
を有するパルス波形の位相の差が一定値になるまで行な
われるが、現実に該位相の差が一定になることはなく。
後、周波数−電圧変換器６で周波数が信号電圧に変換さ
れる。さらに電圧加算器８で偏倚電圧発生器７でつくら
れた偏倚電圧が信号電圧に加算された後電力増幅器で増
幅され、温度制御電熱巻線１５に供給され、光ビート周
波数がほぼ一定の１１となるよう共振器長が制御される
。−・力水前発振器１２のパルスを分集カウンター１３
で分集して基準周波数がつくられる。光ビート信号の周
波数と位相差が位相・周波数検知器ｌＯで検出され、電
荷ポンプ１１で周波数および位相差の大きさ、符合によ
りパルス幅、極性の異なる電流に変換され続いて植分器
１４でゆっくり積分され、積分値が電圧加′ＩＸ器８に
よって信号電圧に加算され偏倚電圧はゆっくり修正され
る。この修正は光ビート信号波形の位相き、基準周波数
を有するパルス波形の位相の差が一定値になるまで行な
われるが、現実に該位相の差が一定になることはなく。
成る値の周辺で変動する。この変動が周波数差の正負と
いう２値に対しその中間値を与えることになり、共振現
象の防止に効力を発揮することになる。従って、偏倚電
圧の修正は２ （１的でなくしかも不必要なアナログ量
が介在することなしに行なわれ、光ビート０号と基準周
波数の一致が実現され、周波数がよく管理されたレーザ
ー光を得ることができることになる。
いう２値に対しその中間値を与えることになり、共振現
象の防止に効力を発揮することになる。従って、偏倚電
圧の修正は２ （１的でなくしかも不必要なアナログ量
が介在することなしに行なわれ、光ビート０号と基準周
波数の一致が実現され、周波数がよく管理されたレーザ
ー光を得ることができることになる。
位相周波数検知器１０、電荷ポンプ１１などはフェーズ
フレクエンシーディテクターと呼ばれているデバイスそ
のものである。
フレクエンシーディテクターと呼ばれているデバイスそ
のものである。
第１図は２本発明の実施例である。
１ ・・・・・・・・・・・ 内部共振層型レーザー２
・・・・・・・・・・・ 磁 石３ ・・・・
・・・・・・・ 偏 光 子４・・・・・・・・
・・・光検知器 ５ ・・・・・・・・・・・ 高周波増幅器６ ・・・
・・・・・・・・ 周波数−電圧変換器７ ・・・・・
・・・・・・ 偏倚電圧発生器８・・・・・・・・・・
・電圧加算器 ９・・・・・・・・・・・電力増幅器 ｌＯ・・・・・・・・・・・ 位相・周波数検知器１１
・・・・・・・・・・・電荷ポンプ１２・・・・・・・
・・・・水晶発振器１３ ・・・・・・・・・・・ 分
集カウンターｌ ４ ・・・・・・・・・・・ 植
分 器１５・・・・・・・・・・・電８巻線 σ− ｒ 続 ネ市 １Ｅ が） 平成ｔ 年４ＪＪａ千１１
・・・・・・・・・・・ 磁 石３ ・・・・
・・・・・・・ 偏 光 子４・・・・・・・・
・・・光検知器 ５ ・・・・・・・・・・・ 高周波増幅器６ ・・・
・・・・・・・・ 周波数−電圧変換器７ ・・・・・
・・・・・・ 偏倚電圧発生器８・・・・・・・・・・
・電圧加算器 ９・・・・・・・・・・・電力増幅器 ｌＯ・・・・・・・・・・・ 位相・周波数検知器１１
・・・・・・・・・・・電荷ポンプ１２・・・・・・・
・・・・水晶発振器１３ ・・・・・・・・・・・ 分
集カウンターｌ ４ ・・・・・・・・・・・ 植
分 器１５・・・・・・・・・・・電８巻線 σ− ｒ 続 ネ市 １Ｅ が） 平成ｔ 年４ＪＪａ千１１
Claims (1)
- 内部共振器を有する気体レーザーに磁場を印加して得ら
れる直交した偏光の間に生ずる内部光ビートの周波数が
一定となるごとく共振器長さを制御することにより発振
光の周波数を制御する周波数安定化レーザーにおいて、
内部光ビートを検出する手段と該内部光ビートの周波数
を電圧に変換して制御電圧信号をつくる手段と該制御電
圧信号に偏倚電圧を加算する電圧加算手段と該制御電圧
に応じてレーザー放電管の温度を調節する温度調節手段
から成り、前記内部光ビートの周波数がほぼ一定の値と
なる如くレーザー放電管の温度を制御する第１の制御系
を有すると共に、水晶発振器等の基準周波数を発生する
手段と、基準周波数を有する電気信号と前記内部光ビー
トの周波数を有する電気信号波形の周波数差ならびに位
相差を検出する手段と、位相差の正負に応じ正負の極性
を有する電気パルス信号を発生する手段と正負の極性パ
ルスを積分する手段から成る第２の制御系を有し、該第
２の制御系で得られた信号が前記第１の制御系の偏倚電
圧の一部となるごとく加算する事を特徴とする周波数安
定化レーザー装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16071387A JPH01236667A (ja) | 1987-06-26 | 1987-06-26 | 位相差を利用した高確度安定化レ−ザ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16071387A JPH01236667A (ja) | 1987-06-26 | 1987-06-26 | 位相差を利用した高確度安定化レ−ザ− |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01236667A true JPH01236667A (ja) | 1989-09-21 |
Family
ID=15720861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16071387A Pending JPH01236667A (ja) | 1987-06-26 | 1987-06-26 | 位相差を利用した高確度安定化レ−ザ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01236667A (ja) |
-
1987
- 1987-06-26 JP JP16071387A patent/JPH01236667A/ja active Pending
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