JPH01277767A

JPH01277767A - スペクトル分析器

Info

Publication number: JPH01277767A
Application number: JP10864988A
Authority: JP
Inventors: Teruo Hiruma; 輝夫晝馬; Akihiro Sone; 明弘曽根; Tadashi Kitahara; 正北原
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1988-04-29
Filing date: 1988-04-29
Publication date: 1989-11-08
Anticipated expiration: 2013-05-25
Also published as: JP2756967B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明はモードロックパルスを発生させることによりそ
のパルス状態から被分析信号の周波数を検出するための
スペクトル分析器に関するものである。

「従来の技術」従来、スペクトル分析器として、第２図に示すように、
高周波発振器（１）からの既知の高周波信号成分と被分
析信号源（２）からの被分析信号成分とをミクサ（３）
で合波させ、この合波させた信号をトランスジューサと
しての音響光学結晶（４）に印加させ、Ｔｅ○２結晶か
らなる被伝播媒体（５）に励振した進行波型超音波によ
り入射光（６）を回折することによって変調し、この変
調されたレーザ光（７）（８）を集光してＰＣＤ、１次
元アレイフォトダイオード、ＣＣＤ等の検出器（９）で
高周波の周波数と強度を検出し、かつオシロスコープな
どのモニタ装ｆｆ１（１０）でモニタすることにより被
分析信号の周波数を知ることができるものが知られてい
る。

「発明が解決しようとする課題」上述したようにスペクトル分析器は、高周波信号が印加
された音響光学結晶（４）から発生する超音波によって
被伝播媒体（５）中にて入射レーザ光（６）がブラッグ
回折をおこし、その結果１回折されたレーザ光（７）　
（８）の位置が変調の度合に応じて変化することを利用
するものであるが、現在、市販されているスペクトル分
析器では、偏向角、分解点数等から導き出される周波数
分解能は１００Ｋ）（ｚ〜２００ＫＨｚのものが多く、
決して高分解能とはいえない。

具体的には超音波媒体ガラスで、中心周波数７０ＭＨｚ
、帯域＠４０Ｍ七１分解点数４００、偏向角６．５＋＋
＋ｒａｄの特性をもつ音響光学素子の場合、周波数分解
能はせいぜい１００Ｋ）ｌｚである。検出器（９）を音
響光学素子（４）等から離したとしてもレーザ光（７）
（８）のビーム径もそれに応じて広がってしまい分解能
の改善にはならない。

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑み、より高分解
能で安定して周波数を検出するスペクトル分析器を提供
しようとするものである。

「課題を解決するための手段」本発明はモードロック素子としての音響光学素子とレー
ザ媒体とを対向する全反射ミラーと出力ミラーとの間に
組みこんでモードロックレーザ共振器を橋成し、前記全
反射ミラーをレーザ光軸方向に可動自在に設けるととも
に出力ミラー側に高速応答検出器を設けてなるものであ
る。

「作用」レーザ媒体からレーザを出力し、音響光学素子を通して
対向する全反射ミラーと出力ミラー間で発振させる。被
分析信号と既知の高周波信号をミクサで合波した信号を
音響光学素子に印加する。

このとき、全反射ミラーを少しずつ調整しながらキャビ
ティ長を変化させるとあるところでモードロックパルス
を発生する。これを出力ミラー側の高速応答検出器でパ
ルス間隔を測定することにより被分析信号の周波数を知
る。

「実施例」以下１本発明の一実施例を第１図に基づき説明する。第
２図と同一部分は同一符号とする。

（１）は高周波発振器、（２）は被分析信号源である。

これら高周波発振器（１）と被分析信号源（２）とはミ
クサ（３）に結合され、このミクサ（３）は増幅器（１
１）を介して超音波トランスジューサとしてのＬｉＮｂ
０１結晶からなる音響光学結晶（１２）に結合され、こ
の音響光学結晶（１２）はさらに合成石英ガラスからな
る回折格子としてのモードロック素子（１３）に貼着さ
れている。

このモードロック素子（１３）とＡｒレーザ管からなる
レーザ媒体（１４）とは、相対向する全反射ミラー（１
５）と出力ミラー（１６）との間に挟まれるように配置
してモードロック共振器（１７）が構成されている。こ
のモードロック共振器（１７）の前記全反射ミラー（１
５）は光軸方向に移動自在に設けられ、また、前記出力
ミラー（１６）に臨ませて例えば時間分解能２ρＳを有
するストリークカメラからなる高速応答検出器（１８）
を設け、さらにこの高速応答検出器（１８）にはモニタ
装置（１０）が結合されている。

つぎに、以上のような構成による作用を説明する。

モードロック共振器（１７）内のレーザ媒体であるＡｒ
レーザ管（１４）に適当な放電電流値を与え、レーザ発
振させるにの発振状態でモードロック素子（１３）に高
周波信号を印加し、変調させることによりＣＷレーザ発
振からモードロック発振にかえることができる。モード
ロックパルスとしては例えば、ＣＷ出力１．５ＷのＡｒ
レーザ（発振波長５１４５人）に対し、高周波発振器（
１）からの６５Ｍ）Ｉｚ高周波信号によりレーザ光を変
調させるとパルス幅９０ｐｓ、パルス間隔６．７ｎｓ、
平均パワー０．５Ｗのモードロツタパルスを得ることが
できた。

ここで、全反射ミラー（１５）はレーザの光軸方向に±
５ａｎ程度移動できるような機構となっているので分析
しようとしている被分析信号を既知の高周波信号とミク
サ（３）で合波し、増幅器（１１）を介してモードロッ
ク素子（１３）に印加させる。全反射ミラー（１５）を
少しずつ調整しながらキャビティ長を変化させると、あ
るところでモードロックパルスが発生する。ストリーク
カメラからなる高速応答検出器（１８）でパルス間隔を
測定することにより、被分析信号の周波数を知ることが
できる。

「発明の効果」本発明は以上のように構成したので、モードロックされ
たレーザパルス光を検出し、パルス間隔、パルス強度を
測定することにより発振にかかわっている被分析信号の
高周波成分の周波数、すなわちスペクトルを高分解能で
安定して知ることが可能となる。

ちなみに、実際には高周波発振器（１）のみからモード
ロックさせたときの周波数が６５ＭＨｚである場合、パ
ルス間隔は７．６９２３ｎｓである。そして２０に七の
被分析信号を合波させモードロックさせると、パルス間
隔は７．６８９９ｎｓとなり、周波数のずれは２゜４ｐ
ｓで充分、分解可能であった。したがって高速応答検出
器として時間分解能２ｐｓをもつストリークカメラを用
いれば２０ＫＩｈ程度の周波数分解能が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるスペクトル分析器の一実施例を
示す構成図、第２図は従来のスペクトル分析器の一例を
示す構成図である。（１）・・・高周波発振器、（２）・・・被分析信号源
、（３）・・・ミクサ、（４）・・・音響光学結晶、（
５）・・・被伝播媒体、（６）・・・入射光、（７）・
・・回折光、（８）・・・透過光、（９）・・・検出器
、（１０）・・・モニタ装置、（１１）・・・増幅器、
（１２）・・・音響光学結晶、（１３）・・・モードロ
ック素子、（１４）・・・レーザ媒体、（１５）・・・
全反射ミラー、（１６）・・・出力ミラー、（１７）・
・・モードロック共振器、（１８）・・・高速応答検出
器６

Claims

【特許請求の範囲】

（１）モードロック素子としての音響光学素子とレーザ
媒体とを対向する全反射ミラーと出力ミラーとの間に組
みこんでモードロックレーザ共振器を構成し、前記全反
射ミラーをレーザ光軸方向に可動自在に設けるとともに
出力ミラー側に高速応答検出器を設けてなり、前記モー
ドロック素子をヘテロダイン高周波で駆動し、得られる
モードロックレーザパルス光のパルス間隔を高速応答検
出器で測定することにより被分析信号の周波数スペクト
ルを求めるようにしたことを特徴とするスペクトル分析
器。
（２）ヘテロダイン高周波は、モードロックレーザ共振
器のレーザキャビティ内を光が往復する時間の逆数の変
調を与える単一周波数をもった高周波信号を被分析信号
で変調したものからなる請求項（１）記載のスペクトル
分析器。
（３）高速応答検出器はストリークカメラからなり、モ
ードロック素子はヘテロダイン高周波の印加されるＬｉ
ＮｂＯ＿３結晶とこの結晶の貼着された合成石英ガラス
とからなる請求項（１）または（２）記載のスペクトル
分析器。