JPH02208985A - 周波数安定化光源 - Google Patents

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】 （１）発明の技術分野 本発明はレーザ光源の発振周波数を安定化した周波数安
定化光源に関する。

（２）従来技術とその問題点 レーザの発振周波数を安定化する方法は、おおむね Ａ、気体レーザのように利得帯域がそれほど広くないレ
ーザの場合に、レーザ自体の周波数特性を利用する方法 Ｂ、レーザ外部に設けた周波数の基準を用いて安定化す
る方法 に分けられる。本発明が含まれるＢ、の方法では、周波
数基準として■ファプリーペロー共振器のような共振器
類、■気体の光吸収の周波数特性（吸収線）などが用い
られる。

ところで、光の透過率が極値をとる周波数にレーザの発
振周波数を安定化するためには、レーザ光源の発振周波
数自体を周波数変調しておくかあるいは同光源の出力光
を外部周波数変調する必要がある。周波数安定化された
光源を実際に利用する場合には、光源の発振周波数自体
が周波数変調されていることは望ましい状態とはいえな
い。また、発振周波数自体を周波数変調するとそれにと
もない振幅変調成分が現われることが多いために、周波
数安定度を劣化させる原因ともなる。そこで、実用的な
周波数安定化光源としては後者の方法が専ら用いられる
。大まかに言って、この周波数変調幅が大きければ大き
いほど周波数安定度を高くすることができる。

外部周波数変調を施す手段としては、主に超音波光変調
器、電気光学効果による位相変調が方法が考えられる。

このうち超音波光変調器には、次のような優れた特長が
ある。

（Ａ）電気光学効果を用いる場合には、光の周波数を変
調する変調周波数を１００ＭＨｚ以上にする必要があり
、信号処理の周波数帯域が高くなりＳＮ比が高くするの
が難しいが、超音波光変調器では変調周波数を周波数変
調幅とは独立に任意に選べるために、帰還制御系の帯域
を信号処理に適した周波数帯に選べるために、帰還制御
系の安定度が周波数安定度に及ぼす影響を低減できる。

（Ｂ）電気光学効果を用いる方法に比べて、変調する光
のビーム径をそれほど細くする必要がなく、半導体レー
ザのように広がり角が大きい光源の光でも容易に変調す
ることができる。

（Ｃ）光の偏光状態に関係なく同じ効率で変調するよう
な材料が存在するために、−度光ファイバを通過して偏
光方向が不明でかつ変化し易い場合などでも良好な変調
特性を得ることができる。

そのため、レーザを外部から熱的に充分遮断することが
でき温度変動によるレーザ光源周波数の変動を低く抑え
ることができ、短期周波数安定度を向上させることでき
る。

しかしながら、従来行なわれているように１個の超音波
変換器を備えた超音波光変調器を用いる場合には、 （Ａ）周波数変調幅はこの超音波変換器の周波数帯域で
制限され高々数１０ＭＨｚに過ぎない。

（Ｂ）１個の超音波光変調器を用いる方法には、レーザ
光源の発振周波数と透過率が極値をとる周波数からずれ
る。

という欠点があり、さらに、 （Ｃ）超音波光変調器の回折効率の温度変化、経時変化
あるいは駆動電気信号のレベル変動などのために、回折
光（周波数変調光）が振幅変調成分を持たないようにす
ることが困難であり、かつ振幅変調成分の大きさが変わ
ると一般にレザ光源が安定化される周波数が変化するた
めに良好な安定度を確保できない。

（Ｄ）超音波を励振している電気信号源の周波数安定度
によって、安定化した光源の周波数安定度が制限される
。

という決定的な問題点がある。

欠点（Ａ）に関しては、超音波のＩＦ］波数を高くすれ
ば周波数変調幅を大きくとることはできるが、超音波媒
体内での減衰、必要な高周波電力などを考えると実用的
とはいえない。欠点（Ｃ）について補足すると、超音波
光変調器は通常数ワット程度の超音波電力を必要とし、
この超音波電力はいずれ熱となって媒体の温度を上昇さ
せる。また、電気人力から超音波への変換時に、たとえ
超音波変換器の中心周波数であっても数ｌＯパーセント
の電気入力が熱として失われる。このために、媒体の温
度変化による回折効率の変化は避けられない。

さらに、超音波によって生ずるひずみは１０−４に達す
る場合もあり、超音波変換器と媒質の結合部分の劣化あ
るいは超音波変換器および媒質自体の劣化による回折効
率の経時変化は避けられない。

これらの問題点があるために、周波数安定度を向上させ
るのに必要なきわめて優れた特長があるにもかかわらず
、超音波光変調器は周波数安定化光源用の周波数変調器
とはなり得なかった。

（３）発明の目的 このような状況に鑑み、本発明は、これらの問題点を解
決し、制御系のＳＮ比が高く、かつ光源と外部との断熱
が良好で、そのため短期・長期安定度が良好であり、か
つレーザ光源・変調器間の光伝送が通常の光ファイバで
も行えるなど、構成上の設計が容易な周波数安定化光源
を提供することを目的としている。

（４）発明の原理・構成及び作用 以下本発明について図面を用いて詳細に説明する。

まず、本発明の前提条件について説明する。

第１図は、仮に１個の超音波光変調器を周波数変調器と
して用いるとした場合を想定して周波数安定化光源の構
成を示したものである０図において、ｌはレーザ光源、
２”は超音波光変調器、３は光フィルタ、４は受光器、
５は同期信号発生器、６は同期検波器、７は光源制御駆
動装置、８は変調器駆動装置である。Ｌ、はレーザ光源
ｌの出力光、Ｌ２は超音波光変調器２の出力光、Ｌ、は
光フィルタ３の出力光、Ｓｌは受光器４の出力信号、Ｓ
２は同期検波器６の出力信号、Ｓ３は光源制御駆動装置
の出力信号、Ｓ４およびＳ、は同期信号発生器の出力す
る同期信号、Ｓ、は変調器駆動装置の出力信号である。

レーザ光源１はその発振周波数が安定化の対象となるレ
ーザ光源である。レーザ光源１の出力光Ｌ１を超音波光
変調器２°に入射すると、その出力光Ｌｔ中の回折光の
周波数は、超音波の周波数の分だけ変化する。このとき
、中心周波数ｆｃを中心とし、周波数振幅Δｆｏ、変調
周波数ｆｔ＋で、超音波の周波数を変化させる。つまり
、無変調時のレーザ光源１の発振周波数をｆｏとし、超
音波の周波数ｆａを、例えば、 ｆａ−ｆｃ＋△ｆＯＩＣＯ３（２πｆｍ・ｔ）のように
変化させると、超音波光変調器の出力光Ｌ２の内、回折
光は周波数ｒが、 ｆ−ｆｏ＋ｊｆｃ＋Δｆ　ｏ、ｃｏｓ（２ｘ　ｆ　ｔａ
−ｔ　））のように変化する。ここでπは円周率、ｔは
時間である。次に、出力光Ｌ２が光フィルタ３を通過す
ると、その周波数ｆに応じた吸収を受ける。そこで、光
フィルタの出力光Ｌ３を受光器４で受光し、その出力信
号Ｓ、を同期信号発生器５が出力する同期信号Ｓ４を用
いて同期検波器６で同期検波すれば、検波出力Ｓ２によ
って、周波数ｆと光フィルタ３の透過率が極値をとる周
波数ｆｓとの相対関係を知ることができる。光源制御駆
動装置７は、検波出力５２の大きさと符号をもとにレー
ザ光源の駆動条件（駆動信号Ｓ３）を変えてレーザ光源
１を駆動し、発振周波数ｆｏをｆｓ−ｆｃに保つ。なお
、変調器駆動装置８は同期信号Ｓ５に基づき、周波数が
例えばｆｃ十△ｆｏ−ｃｏｓ（２πｆｍ−ｔ）の駆動信
号Ｓ、を発生し、超音波光変調器２°を駆動する。

以上の説明で明らかなように、基準となる周波数ｆｓと
発振周波数１０は一致しない。このとき得られる周波数
振幅Δｆｏは超音波の中心周波数ｆｃのたかだか数分の
１に過ぎず、周波数の利用効率が極めて低い。

また、超音波光変調器での光の回折効率は、通常超音波
の周波数（超音波光変換器に入力する高周波信号Ｓｈの
周波数）によって変化するために、回折光は周波数変調
を受けると同時に、周波数ｆｍでわずかに振幅変調され
る。この振幅変調は発振周波数ｔｏの基準周波数ｆｓに
対する設定の誤差をもたらすとともに、超音波光変調器
の温度変化、あるいは経時変化によってその振幅変調の
大きさが変化すると、発振周波数が変動し、長期周波数
安定度を低下させる。

回折光だけを光フィルタ３に入力し、受光器４で受光し
た場合には、この振幅変調成分がそのまま受光器出力信
号Ｓ、に現われてくる。これらの成分の大きさは、 周波数変調による成分　： ２、Ａ、・Δｆｏ・Δｆ　・（Ｐ、＋Ｐ−）振幅変調に
よる成分　　： Ａｏ・（Ｐ、　　Ｐ−）＋Ａｚ・［（Δｆ）２＋（Δｆ
ｏ）”］・（Ｐや−ｐ−） となる。ここで、 Δｆ＝ｆｏ−ｆｓ＋ｆｃ Ｐａ”光の周波数がｆｏ＋ΔｆＯの時の回折光の強度 Ｐ−＝光の周波数がｆＯ−Δｆｏの時の回折光の強度 である。また、光フィルタ３の着目している極値近傍で
の透過率が周波数差Δｆに関して、適当な係数Ａｏ　、
Ａｚを用いて Ｔ（Δｆ）＝Ａｏ＋Ａ、・Δ（１ と近似できるとしてる。

振幅変調成分の内の第２項は、Δｆ、ΔｆＯが小さいと
きは無視できて、 このときのレーザ光源の周波数は、 ｆｏ　＝ｆｓ　−ｆｃ ＋　［Ａｏ／（２・Ａｔ　・Δｆｏ）］−（Ｐ、−Ｐ−
）／　ＣＰ。＋Ｐ−）］ となる。

例えば、周波数変調振幅Δｆｏを１０ＭＨｚ程度とする
と、［Ａｏ／（２・Ａ２・Δｆｏ）］は、通常数１００
ＧＨｚになる。したがって、周波数を安定に保つために
は、回折光の強度を掻めて安定に保つ必要がある。しか
しながら、回折効率や超音波励振電力を周囲温度の安定
化などの単純な方法で安定に保つことはきわめて困難で
ある。

従って、単に既存の超音波光変調器を用いたのでは、こ
の問題のために良好な周波数安定度を得ることができな
い、また、光フィルタを通過する光の平均周波数が超音
波の周波数分だけシフトしているために、超音波を励振
するための電気信号源の周波数安定が直接レーザ光源の
周波数安定度に反映されてしまう。また、周波数振幅Δ
ｆＯは超音波の周波数の１０％程度がせいぜいであるか
ら、超音波の周波数に比べてわずかな周波数変移しか得
られず、そのため周波数変化の情報を担っている２・Ａ
ｔ・ΔｆＯ・Δｆ・（Ｐ、＋Ｐ−）成分が小さく、充分
なＳＮ比が得られない可能性がある。

これに対して、本発明では、基準周波数ｆｓと発振周波
数ｆｏを一部させて、電気信号源の周波数変動の影響を
低減するとともに、周波数利用効率を高めて周波数振幅
を大きくして高いＳＮ比を得ることによって短期・長期
周波数安定度を高めることができる。周波数振幅を大き
くすることは２重の意味で周波数安定度の向上に貢献す
る。まず、周波数弁別信号が大きくなり、ＳＮ比が向上
すること、次に、周波数変調振幅ΔｒＯが大きい程振幅
変調成分が変動した場合の影響が少なくなることである
。

なお、以後簡単のために、この回折光の振幅変調のこと
を単に振幅変調、振幅変調された成分を振幅変調成分、
振幅変調成分の振幅を振幅変調幅と呼ぶことにする。

第２図は本発明の１実施例の構成を示している。

なお、本発明で使用する超音波光周波数変調器２の実施
例を第３図（ａ）に示す。

第２図において、２は超音波光周波数変調器であり、Ｓ
６、Ｓ、は同超音波光周波数変調器内の２個の超音波変
換器を個別に駆動制御するための駆動信号である。また
、９は超音波強度制御装置であり、駆動信号Ｓ、、　Ｓ
、を調節して超音波光変調装置を駆動する信号Ｓａ、　
Ｓ９を発生する。ここで、超音波強度制御装置９の機能
を変調器駆動装置８に持たせることもできる。また、駆
動装置８が高周波電力増幅器を備えているような場合に
は、超音波強度制御装置９が同電力増幅器への入力電力
を制御するような構成としても良い。その他の構成要件
は、第１図に示したものと同様な働きをする。

第３図において、ＴＩ＋　’ｈは超音波変換器、Ｕｌ＋
Ｕ２はそれぞれ超音波変換器Ｔ、、　Ｔ、によって励振
された超音波を表わしている。これらの超音波光周波数
変調器においては、−時には高−々１個の超音波変換器
によって超音波が励振されているように動作する。本発
明で用いる超音波光周波数変調器は、超音波変換器を備
えた２面が対向している必要はない。２個の超音波と入
射光とがブラッグ条件を満足するように空間的に交差す
れば十分である。したがって、調整が若干面倒にはなる
ものの、本発明においては、２個の超音波変換器を備え
た超音波光周波数変換器化わりに、２個の独立した超音
波変調器を超音波光周波数変調器として用いることもで
きる。この状況は、以下に説明する本発明で使用する全
ての超音波光周波数変調器について、反射波を利用する
特別な使用法をとる場合を除き当てはまる。

次に、第２図に示した実施例の動作について説明する。

レーザ光源１はその発振周波数が安定化の対象となるレ
ーザ光源である。レーザ光源１の出力光Ｌ１を超音波光
周波数変調器２に入射すると、その出力光Ｌ２の一部は
周波数が超音波の周波数の分だけ変化する。超音波Ｕ１
とＵ２の周波数が異なっていても良いが、簡単のために
、両者が等しい場合について考える。本発明においては
、−時には、互いに反対方向に伝搬する超音波ＩＪ、、
　Ｕｔのうちいずれか一方のみが光ビームが通過する領
域内を伝搬しているようにしているから、超音波Ｕ、に
よって光が回折されているときは、回折光の周波数は、
超音波の周波数をΔｆｏとすると、Δｆｏだけ低くなり
、超音波Ｕ２によって回折されているときには、Δｆｏ
だけ高くなる。つまり、周期Ｔｍ＝１／ｆ＋ｓで交互に
超音波Ｕ、、　Ｕ、を、超音波Ｕ１を励振：時刻りがｔ
ｏ＋Ｎ−Ｔｍからｔ　ｏ＋　（Ｎ　＋　′Ａ）・Ｔｍま
で超音波Ｕ２を励振：時刻ｔがｔｏ＋（Ｎ＋′Ａ）・Ｔ
ｎからｔｏ＋（Ｎ＋１）・Ｔｍまで ただし、Ｎは任意の整数、ｔｏは時刻の原点のように励
振すると、回折光の周波数ｆは、無変調時のレーザ光源
１の発振周波数をｆｏとして、ｆ＝ｆｏ＋Δｆｏ　：　
時刻ｔ　＝　ｔｏ’十Ｎ−Ｔｍ〜ｔｏ＋（Ｎ＋）・Ｔｌ
ｍ ｆ−ｆｏ−Δｆｏ　：　時刻ｔ　＝　ｔｏ’＋　（Ｎ＋
′／４）・Ｔｍ　−ｔｏ＋（Ｎ＋１）　・Ｔｍ のように変化する。ここで、 ｔｏ＝ｔｏ＋　τｄ で、τｄは超音波が励振されてから光ビームに到達する
までの時間である。出力光Ｌ２が光フィルタ３を通過す
るとその周波数ｒに応じた吸収を受ける。そこで、光フ
ィルタの出力光り、を受光器４で受光し、その出力Ｓ、
を同期信号発生器５が出力する同期信号Ｓ４を用いて同
期検波器６で同期検波すれば、検波出力Ｓ２によって、
周波数ｆと光フィルタ３の透過率が極値をとる周波数Ｉ
ｓとの相対関係を知ることができる。光源制御駆動装置
７は、検波出力Ｓ２の大きさと符号をもとにレーザ光源
の駆動条件（駆動信号Ｓ３）を変えてレーザ光源１を駆
動し、その発振周波数ｆｏをＩｓに保つ。変調器駆動装
置８は同期信号Ｓ、に基づき、周波数Δｆ。

の駆動信号Ｓ６およびＳ、を発生する。ただし、これら
の信号は、例えば Ｓ、≠０、Ｓ？＝０　　：　　時刻ｔがｔｏ十Ｎ−Ｔｍ
からｔｏ＋（Ｎ＋ｙ２）Ｔｍまで Ｓ、−０、Ｓ、≠０　：　時刻ｔがｔ　ｏ＋　（Ｎ　＋
　′Ａ）・Ｔｍからむｏ＋（Ｎ＋１）・↑信までのよう
に変化するものとする。超音波強度制御Ｂ装置９は、駆
動信号Ｓ４、Ｓ、から適当なレベルの信号Ｓ８およびＳ
、を作り出して、超音波を励振する。

以上の説明かられかるように、本発明においては、周波
数振幅は超音波の周波数へｆｏに等しい。

したがって、１個の超音波変換器を備えた超音波光変調
器を用いる場合に比べて２０倍程度周波数振幅を大きく
とれる。そのため、振幅変調成分の変動による周波数変
動を１／２０に抑えることができる。従来の方法と対比
して考えると、従来の方法でキャリア周波数とみなせる
ｆｃが、本発明では０になる。そのために、超音波の周
波数の変化がレーザ光源１の周波数安定度に直接には影
響しなくなる。別の言い方をすると、従来の変調方法で
は、利用できないキャリア周波数があり、それをベース
にして周波数を若干変調し、そのわずかな周波数変化を
利用しているにすぎない。それに対して、本発明ではベ
ースバンドの周波数変調を行なっているために超音波の
全周波数が利用可能であり、周波数の利用法が従来の方
法とは全く異なる。

本発明の別の利点は、超音波変換器が２個あるために、
それぞれの変換器に入力する電力を変えることによって
、超音波Ｕｌによる回折光の強度と超音波Ｕ２による回
折光の強度が等しくなるようにしているために、電気人
力から超音波への変換効率の周波数依存性についてほと
んど考慮する必要がないことである。これに対して１個
の超音波変換器で異なる周波数の超音波を励振している
場合には、超音波変換器として周波数応答がきわめて広
いものを使用する必要があり、また、同時のブラッグ条
件も満足しなければならないために、数１０ＭＨｚ以上
の周波数振幅を実現することは現実的に困難である。

本発明では、超音波変換器を備えた２面が互いに平行で
あるような超音波光周波数変調器を用いることができる
。第３図［有］）、　（Ｃ）はこのような実施例で用い
る超音波光周波数変調器の構成を模式的に示している。

このような超音波光周波数変調器を用いた実施例の構成
は第２図に示したものと同じであり、動作も同じである
。ただし、これらの超音波光周波数変調器を用いた場合
には、２個の超音波ｕ、、　ｕｇで回折された回折光は
空間的に同一方向に進む。特に、第３図すに示した超音
波光周波数変調器では、２個の回折光は同じ方向でしか
も同じ位置に回折されるために、受光が容易になる。

第４図は、超音波変換器を備えた２面が互いに平行であ
るような超音波光周波数変調器を用いる構成において、
同２面間に長さが同２面間の距離以下であるような超音
波束がただ１個存在するように超音波変換器Ｔ、および
Ｔ２を動作させた場合の、超音波光周波数変調器内の超
音波の様子を模式的に示している。

時刻ｔ０に超音波変換器Ｔ、によって超音波Ｕを励振し
始める。第４図（ａ）は時刻ｔａにおける超音波の様子
である。超音波束が光ビームに到達していないために、
光は回折をうけていない。同図（ｂ）（時刻ｔｂ）では
ちょうど超音波束が光ビームに到達したところで、入射
光Ｌｉの一部が回折され（回折光Ｌｄ）始める。このと
き回折光Ｌｄの周波数は超音波の周波数分だけ低下する
。なお、時間（ｔｂ−ｔｏ）は遅れ時間τｄに等しい。

同図（Ｃ）では、超音波束の先端が超音波変換器Ｔ２が
ある面に到達している。図には、超音波束の長さが２面
間の距離に等しい場合を示しであるが、超音波束の長さ
を２面間の距離以下にするために、超音波変換器Ｔ１は
この時刻ｔｃかこの時刻ｔｃまでに超音波の励振を停止
している必要がある。超音波束が超音波変換器Ｔ！があ
る面に達して以降、つまり時刻ｔｃ以降、超音波は反射
されて超音波変換器Ｔ、がある面に向かい始める。さら
に、適当な遅れ時間τｉで同変換器Ｔ２が超音波の励振
を開始する。この時刻ｔｃ＋τｉ以降、変換器Ｔｔがあ
る面に向かう超音波束は変換器Ｔ、がある面で反射した
成分と変換器Ｔ２で励振された成分が合成されたものと
なる。同図（ｄ）（時刻ｔｄ）では、光は変換器Ｔ、か
らＴ２に向かう超音波によって回折されているが、同図
（ｅ）（時刻Ｌｅ）では、光は変換器Ｔ２からＴ１に向
かう超音波によって回折されており、回折光の周波数は
超音波の周波数分だけ高くなっている。同図げ）（時刻
ｔＢは、超音波束が変換器Ｔ、のある面にちょうど達し
たところである。この時刻ｔｆ以降適当な遅れ時間τｉ
゛後に、変換器Ｔ、は超音波の励振を開始する。以後、
同図（ｇ）、（ｈ）の状態を経て再び同図（Ｃ）に示し
たような状態になり、この動作を周期的に繰り返す。こ
の周期は周波数変調の周期Ｔｍに等しい。なお、遅れ時
間τｉ、τｉ゛超音波束の立ち上がり部分の波束の広が
りを調節するためのもので必要に応じて設ければ良い。

遅れ時間があると第１周期日はＴｍ＋τｉ＋τｉ゛の時
間を要するが、第２周期以後は周期Ｔｍで繰り返す。な
お、超音波束の立ち下がりの部分の広がりは、超音波を
励振している時間を変えることによって調節できる。

本動作法では、超音波変換器？、、　Ｔ！は、超音波光
周波数変調器内に超音波束があり、超音波束が変換器で
反射しつつある状態で超音波を効率よく励振できるよう
に、インピーダンス整合をとる必要がある。つまり、外
部に整合回路備えた２個の超音波変換器とその間の媒体
を含めた系の共振周波数が、励振している超音波の周波
数に等しくなるようにする必要がある。このような状態
にしておけば、変換器Ｔ、およびＴ２から適当な位相関
係で超音波を励振してやれば、強度が一定な超音波束を
保つことができる。

以上のような超音波励振法を採用する利点は、単に超音
波変換器Ｔ９、Ｔ２で交互に超音波を励振した場合には
、反射超音波は励振中の超音波に対して動作を妨げる作
用しかしないのに対して、反射超音波の電力を積極的に
利用できる点にある。したがって、変換器Ｔ１とＴ２が
完全に対向している場合でも、反射波の影響を受けない
。また、反射波を積極的に利用することによって、超音
波光周波数変調器中に注入した電力を有効に利用でき、
ひいては、変調器中での発熱を減少させ、安定性と信軌
性の向上をもたらす。

本発明の別の実施例を第５図に示す。本実施例において
、ｌから８までの構成要件、Ｌ、からし、までの光線、
ＳｌからＳ、までの信号は第２図におけるものと同様な
ものを指している。１０は光分割器で超音波光周波数変
調器２の出力光を２個に分割する。１１は監視用受光器
、１２は監視用同期検波器である。Ｌ４．　Ｌｓは光分
割器１０の出力光であり、Ｓ１１は監視用受光器１１の
出力信号、Ｓ１１　は同期信号発生器５の出力する同期
信号で、同期検波器１２が信号Ｓｔ＋を同期検波するた
めの参照信号である。

本実施例の動作は、２つの系統に分けて考えることがで
きる。１つの系統は、レーザ光源ｌ、超音波光周波数変
調器２、光分割器１０、光フィルタ３、受光器４、同期
検波器６、光源駆動装置７、変調器駆動装置８、それと
同期信号発生器５からなる。この系の動作は、光分割器
によって超音波光周波数変調器の出力光Ｌ２が２個に分
割され、そのうちＬうのみが光フィルタに入射すること
を除けば、第２図に示した実施例と同様である。ただし
、第２図の実施例中の超音波強度制御装置９の働きは変
調器駆動装置８が兼ねている。

もう１つの系統は、超音波光周波数変調器２、光分割器
１０、監視用受光器１１、監視用同期検波器１２、変調
器駆動装置１２、および同期信号発生器５から構成され
る。この系の動作と作用は、超音波光周波数変調器２の
出力光Ｌ２の一部を光分割器１０で光信号Ｌ５として取
り出し、同光信号Ｌ５に含まれる回折光のみを監視用受
光器１１で受光して、その出力信号Ｓ１１を同期信号発
生器５から得た同期信号Ｓｌ＋を参照信号として監視用
同期検波器１２で同期検波した検波出力信号Ｓ１□によ
り、光信号Ｌｌｓあるいは同様であるが、光信号Ｌ４に
含まれる回折光の振幅変調の大きさと位相（超音波Ｕ、
、　ＵＺのうち、いずれの超音波による回折光効率が高
いか）を知り、検波出力ＳＩ！をもとに、変調器駆動装
置８が出力する変調器駆動信号Ｓ、、　Ｓ、の強度を、
岡振幅変調幅が最小になるように調節することである。

これによって、振幅変調成分の変動によるレーザ光源ｌ
の発振周波数の変化を低減することができる。したがっ
て、これ実施例によれば、回折光の振幅変調による影響
を低減することができ、長期安定度の向上に極めて有効
である。

また、光フィルタ３の透過率が、使用する極値付近で、
入射光の周波数と該極値をとる周波数との差について偶
関数と見なせない場合に、上記の方法ではレーザ光源１
の周波数と光フイルタ３透過率が極値をとる周波数とは
一致しない。本発明では、２個の超音波の強度に差をつ
けることによってこの周波数差を取り除（ことができる
。両周−波数が一致しているときに同期検波器６の出力
Ｓ２が零になるように２個の超音波の強度を調節し、こ
のときに受光器１１で受光される光の平均強度と振幅変
調成分の値を求めて置き、変調器駆動装置８によって、
受光器１１で受光される光の振幅変調成分の大きさと平
均強度が一定になるように制御すれば、画周波数が一致
するように制御することができる。このためには、監視
用同期検波器１１が振幅変調成分ばかりでなく、低周波
数成分も検出できるようにしておき、両成分の大きさを
信号Ｓ１□によって変調器駆動装置８に伝達して制御す
れば良い。これによって、振幅変調成分を低減すると同
時に、監視用受光器１１の出力信号Ｓ１１の直流成分の
レベルを監視して、回折光強度を一定に保ち、さらに周
波数安定度を向上させることもできる。なぜなら、周波
数ｆｍの成分だけを監視すれば、振幅変調幅を知ること
はできるが、回折光の強度そのものを知ることはできな
い。もし、振幅変調幅が一定でも、回折光強度が変化す
ると、周波数基準ｆｓと発振周波数ｆｏＯ差が変化した
ように見える。回折光の強度を一定に保てば、この原因
による周波数変動を抑制できる。

また、光フィルタ３の透過率が、使用する極値付近で、
入射光の周波数と該極値をとる周波数との差について偶
関数と見なせる場合でも、受光器１１によって受光され
る光強度を監視して超音波光周波数変調器２で回折され
る光の強度一定に保つことは、長期安定度を向上させる
上で有効である。例えば、比例制御を主体として周波数
制御を行なっている場合には、回折光強度が変化すると
レーザ光源１の発振周波数変動が生ずる可能性がある。

もし、回折光強度を一定に保つことができれば、この変
動を低減することができる。

本発明では、超音波光周波数変調器２の出力光Ｌ２中の
回折光が受けているかも知れない振幅変調の影響を除去
するのに別の方法をとることができる。レーザ光源１の
発振周波数ｆｏが光フィルタ３の透過率が極値をとる周
波数つまり基準周波数ｆｓに等しくなったときに、監視
用同期検波器１２の検波出力Ｓｌ！を適当な倍率でレー
ザ光源の発振周波数に関する情報をふくむ同期検波出力
Ｓ！に加算した加算信号がちょうど零になるように加算
時の倍率を設定すれば、回折光の振幅変調によって発振
周波数ｆｏが基準周波数ｆｓからずれるのを防ぐことが
できる。

この方法を用いた実施例の構成を第６図に示す。

図において、加算器１３と加算出力Ｓｌｌ以外は、第５
図と同様なものを表わしている。ただし、検波出力Ｓ８
は光源駆動装置７に入力されるのではなく加算器１３に
入力され、また、検波出力Ｓ１！゛を加算器１３に入力
する。加算器１３はこれらの２個の検波出力Ｓ２とＳｌ
！’を適当な倍率で加算し、加算信号Ｓ１３として出力
する。本実施例では、光源制御駆動装置７は検波出力Ｓ
２ではなく、加算信号ｓｒｓをもとにレーザ光源ｌの発
振周波数ｆｏを制御する。

加算器の倍率は、例えば、以下のいずれかの方法で決め
れば良い。

■光フィルタ３を取り除き、代わりに透過率が同光フィ
ルタ３の基準周波数ｆｓ±Δｆｏでの透過率と同じで、
かつ同周波数近辺で周波数依存性がないような減衰器を
挿入して、本実施例の系を動作させる。このとき周波数
変調に起因する信号はないはずであるから、この状態で
加算出力Ｓ１３が零になるように、検波出力Ｓ２とＳ１
！を加算器で加算するときの倍率を調節する。■変調器
駆動装置８が出力する駆動信号ＳｂおよびＳ、を調節し
て、光信号Ｌ２中の回折光が振幅変調がないようにする
。

つまり、検波出力Ｓ１□゛が零となるようにする。この
ときの加算器の加算出力Ｓｌ：ｌの大きさ、つまり周波
数変調に由来する成分の大きさを記録しておく。次に、
駆動信号Ｓ６あるいはＳ、をわずかに変え、作意的に、
回折光が振幅変調されるようにする。

この状態で加算器での加算倍率を調節して、加算出力Ｓ
１３が記録しておいた大きさになるようにする。このよ
うに、加算時の倍率を設定しておけば、Ｐａｒｅ：　　
超音波光周波数変調器の光出力し２中の回折光の振幅変
調成分 Ｐｆｎ：　　超音波光周波数変調器の光出力し２周波数
変調酸分 ｖ２　：　同期検波器６の出力信号Ｓ２のレベル■ｌ□
　：　同期検波器１２の出力信号Ｓｌ　！’のレベル Ｖｌｌ　　：　　加算器１３の加算出力Ｓ１３のレベル
α（ｆｏ）：　　周波数変調成分に対する光電力から電
気信号（Ｓ２）への変換係数 β　　：　振幅変調成分に対する光電力から電気信号（
Ｓ２）への変換係数 γ　　：　振幅変調成分に対する光電力から電気信号（
Ｓｌｙ）への変換係数 Ｇ　　：　加算器１３での加算倍率 として、 Ｖｔ　　＝ａ　（ｆｏ）　・Ｐｆｍ＋β・ＰａｍＶ＋ｚ
　＝　　７　・Ｐａｗ Ｖｔ３　＝　Ｖｔ　十〇・Ｖ１２ ＝　　α（ｆｏ）　・Ｐｆｍ＋（β十〇−ｒ）・Ｐａｎ
と表わしたとき、加算器出力レベルＶ１３の振幅変調成
分Ｐａ１ｌｌの係数（β　十　Ｇ−Ｔ）が零になる。

したがって、超音波変調器および変調器駆動装置の特性
の温度変化あるいは経時変化などによって振幅変調が現
れて、光信号Ｌ２に含まれる振幅変調の状態（振幅変調
幅）が初期状態から変化しても、加算出力Ｓｌｌ中には
振幅変調に由来する成分は現われない。周波数変調成分
に対する変換係数α（ｆｏ）だけでなく、振幅変調成分
に対する変換係数βも、光フィルタの透過率が変化する
ために、実際には、周波数ｆｏによって変化するが、周
波数ｆｏの変化が少ないから前者の変化に対しては無視
できる。また、 （β　十　〇−ｒ）＝０ という関係は周波数ｆｏ＝基準周波数ｆｓにおいて成り
立てば十分であるから、この条件からはずれたときに、
βが変化してもかまわない。

以上説明したように、本実施例によれば、超音波光周波
数変調器２および変調器駆動装置８の特性の温度変化あ
るいは経時変化などによって超音波光周波数変調器２の
光出力し２中の回折光の振幅変調幅が変化したとしても
、レーザ光源１の発振周波数ｆｏは原理的にそれによる
影響を受けない。

また、本実施例は、使用する極値付近での光フィルタ３
の透過率が入射光の周波数と該極値をとる周波数との差
についてほぼ偶関数と見なせる場合についてのみ有効で
ある。また、本実施例においても、長期安定度を向上さ
せるために、超音波光周波数変調器２で回折される光の
強度（平均強度と振幅変調成分）を信号ＳＩ！を用いて
安定化することもできる。

第７図は、光出力し２中の振幅変調成分およびそのレベ
ル変動の影響を除去するのに、監視用受光器１１の出力
信号Ｓｌｌ’をこれまでとは異なる方法で利用した実施
例の構成を示している。本実施例も、光フィルタ３の透
過率が、使用する極値付近で、入射光の周波数と該極値
をとる周波数との差についてほぼ偶関数と見なせる場合
についてのみ有効である。

図において、振幅位相調節器１４、合波器１５、振幅位
相調節器１４の出力信号Ｓ、４、合波器１５の出力信号
ｓｒｓ以外は第２図および第５図中のものと同様なもの
を表わしている。ただし、監視用受光器１１の出力信号
Ｓｌｌ゛は、監視用同期検波器１２ではなく、振幅位相
調節器１４に入力され、振幅と位相を適当に調節された
後、信号ｓ＋４　として合波器１５に入力される。また
、受光器４の出力信号Ｓ、は、同期検波器６ではなく、
やはり合波器１５に入力され、信号Ｓ＋４と合波されて
、合波器出力ｓｒｓとして、同期検波器６で同期検波さ
れる。

第６図に示した実施例では、超音波光周波数変調器２の
出力光Ｌ２中の回折光の振幅変調の影響を、同振幅変調
成分のレベルを監視用受光器１１の出力信号Ｓ、を同期
検波して低周波ベースバンド信号として得て、これと受
光器４の出力信号Ｓ、を同期検波して得られた開信号Ｓ
、中の振幅変調に由来する成分とが、打ち消し合うよう
にしている。つまり、回折光中の振幅変調に由来する成
分をベースバンドで処理して、振幅変調成分の影響を取
り除いている。これに対して、本実施例では、この処理
を変調周波数ｆｍの、いわば、中間周波数帯で行なって
いる。つまり、監視用受光器１１の出力信号Ｓｌｌ゛中
の振幅変調に由来する成分の振幅と位相を振幅位相調節
器１４で調節して、信号５１４とし、これと受光器４の
出力信号Ｓ、を合波器１５で合波することによって、そ
の中の振幅変調に由来する成分を打ち消すようにしてい
る。したがって、合波器出力ｓｒｓ中には、振幅変調に
由来する成分は含まれず、第６図に示した実施例で得ら
れるのと同等な効果が得られる。

振幅位相調節器１４による振幅と位相の調節には、第６
図の実施例の説明で述べた■および■と類似の方法が使
える。つまり、 ■光フィルタ３を取り除き、代わりに透過率が同光フィ
ルタ３の基準周波数ｆｓ±Δｆｏでの透過率と同じで、
かつ同周波数近辺で周波数依存性がないよう入減衰器を
挿入し本実施例の系を動作させる。このとき周波数変調
に起因する成分は検出されないはずであるから、この状
態で加算出力Ｓ２が零になるように、受光器出力Ｓｌｌ
°の振幅と位相を振幅位相調節器で調節する。■変調器
駆動装置８が出力する駆動信号Ｓ、およびＳ、を調節し
て、出力先Ｌｔ中の回折光の振幅変調がないようにする
。

このときの同期検波器６の検波出力Ｓ２の大きさ、つま
り周波数変調に由来する成分の大きさを記録しておく０
次に、駆動信号Ｓ、あるいはＳ、をわずかに変え、作意
的に、回折光が振幅変調されるようにする。この状態で
振幅位相調節器で信号Ｓ、。の振幅と位相を調節して、
検波出力Ｓ２が記録しておいた大きさになるようにする
。

すでに説明してきたように、周波数基準として用いる光
フィルタの透過率が、使用する極値付近で、周波数が極
値をとる周波数から変化した場合にプラス側とマイナス
側で対称に変化するならば、つまり偶関数と見なせるな
らば、２個の超音波の周波数が等しくかつ振幅変調成分
がなければ光源の周波数は極値をとる周波数に安定化さ
れる。しかしながら、−数的には、透過率あるいは反射
率の変化は極値に対して対称とは限らない。この場合、
すでに説明した実施例のように振幅変調成分を一定に保
つことによってこの周波数差をなくすことができる。本
発明では、この周波数差をなくすのに別の方法が使える
。このためには、振幅変調成分をもたせるかわりに、２
個の超音波の周波数を変えればよい、第５図、第６図、
第７図に示した実施例において、２個の超音波の強度を
変えるかわりに２個の超音波の周波数を変えておけば良
い。これによって容易にこの方法を実現することができ
る。ただし、第５図に示した構成をとる場合には、監視
用同期検波器１１の出力が常に零になるように超音波強
度を調節する。

（５）発明の効果 以上詳細に説明してきたように、本発明によれば、次の
理由から、短期・長期安定度が優れた周波数安定化光源
を得ることができる。

■、外部周波数変調器として２個の超音波変換器を有す
る超音波光周波数変調器、あるいは、２個の超音波光変
調器からなる超音波光周波数変調器を用いることによっ
て、超音波変換器１個を備えた超音波光周波数変調器を
使用する場合と比べて、周波数変調振幅を飛躍的に広く
することがでる。

そのため、受光器、同期検波器など制御系を構成する要
素の信号対雑音比、ドリフト等に対する要求が緩和され
、周波数安定化の制御が容易になる。

逆に、これまでどおりの性能を有する要素で系を構成す
れば、これまでよりも周波数安定度を高（することがで
きる。

■、超音波光周波数変調器では、数ワット程度のかなり
大きな電力を扱うために、それに関連する特性、例えば
、電気入力から超音波への変換効率、媒体中での超音波
の損失、超音波ビームと光ビームのなす角度のブラッグ
条件からのずれ、あるい変調器駆動装置中の電力増幅器
の利得、同増幅器への人力電力などが、温度変化あるい
は経時変化を起こすことは避けられない。これらの緒特
性の変動は、超音波光周波数変調器出力中の周波数変調
成分（回折光）の振幅の変動をさせ、長期周波数安定度
の低下をもたらす。単に超音波光周波数変調器を外部周
波数変調器として用いる方法では、この問題のために実
用的な周波数安定化光源を構成することはできない。本
発明では、回折光の振幅変動を積極的に検出し、この情
報を基に、振幅変調を抑える、あるいは、発振周波数を
制御するための信号に補正を加えるなどして、これに対
処しているために、良好な長期安定度を実現できる。

■、２個の超音波の周波数を変える場合を除き、超音波
を励振するのに同一の信号源を使用できる。

したがって、かりにこの信号源の周波数が変動しても光
フィルタ３に入射する光の周波数の平均値はレーザ光源
の周波数の平均値と同じになる。したがって、長期間の
平均周波数でみる限り、信号源の周波数変動がレーザ光
源の周波数安定度に影響しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は１個の超音波変換器を備えた１個の超音波光変
調器を使用した場合の周波数安定化光源の構成例図、第
２図は本発明の実施例を示すブロック図、第３図（ａ）
　（ｂ）は本発明で用いる超音波光周波数変調器の構成
例を示す略図、第４図は第３図（ｂ）に示した超音波光
周波数変調器で可能となる電力使用効率が高い動作方法
の説明略図、第５図は回折光の振幅変調成分をなくすよ
うな帰還を施した本発明の実施例を示すブロック図、第
６図は回折光の振幅変調成分の影響を考慮して発振周波
数制御を行なう本発明の実施例を示す構成側図、第７図
は回折光の振幅変調成分の影響を考慮して発振周波数制
御を行なう本発明の別の実施例の構成側図である。 記号の説明 １　：レーザ光源（周波数を安定化する対象）２　：本
発明で用いる超音波光周波数変調器２゛　：従来の周波
数安定化光源で用いられている超音波光変調器 ３　：光フィルタ（周波数基準） ４　：受光器 ５　；同期信号発生期 ６　：同期検波器 ７　：光源制御駆動装置 ８　：変調器駆動装置 ９　：超音波強度制御装置 １０：光分割器 １１：監視用受光器 １２：監視用同期検波器 １３：加算器 １４：振幅位相調節器 １５：合波器 Ａｏ　：光フィルタ３の透過率が極値をとる周波数ｆｓ
近傍での透過率を表わす係数 Ａｚ　：光フィルタ３の透過率が極値をとる周波数ｆｓ
近傍での透過率を表わす係数 透過率＝Ａｏ　＋Ａ！　　・（ｆｏ　−ｆｓ）”ｆ　：
光の周波数 ｆａ　：超音波の周波数 ｆｃ　：従来の超音波光変調器で励振する超音波の中心
周波数 ｆｏ　：レーザ光源ｌの発振周波数 ｆｓ＋　：光の周波数を周期的に周波数変調するときの
変調周波数（１／Ｔｍ） ｆＳ　：光フィルタ３の透過率が極値をとる周波数Δｆ
：発振周波数と基準周波数の差（ｆｏ−ｆｓ）Δｆｏ：
変調周波数振幅 Ｇ　：加算器１３での加算倍率 Ｌｌ：レーザ光源１の出力光 Ｌ２：超音波光周波数変調器２または 超音波光変調器２゛の出力光（少なくとも回折光を含む
） Ｌ３：光フィルタ３の出力光 Ｌ４：光分割器１０の出力光（光分割器が無いときのＬ
２と同じ働き） Ｌ！１：光分割器１０の出力光（回折光の振幅変調成分
を監視するためのもの） Ｌｉ：入射光（超音波光周波数変調器への）ＬＯ：非回
折光（超音波光周波数変調器の）Ｌｄ：回折光　（超音
波光周波数変調器の）Ｎ　：任意の整数 Ｐａｗ：超音波光周波数変調器の光出力し２中の回折光
の振幅変調成分 Ｐｆｍ：超音波光周波数変調器の光出力し２中の回折光
の周波数変調成分 Ｐ、：光の周波数がｆｏ＋ΔＴｏの時の回折光の強度 Ｐ、、：光の周波数がｆｏ−Δｆｏの時の回折光の強度 Ｓｌ：受光器４の出力信号（受光出力）Ｓｌ：同期検波
器６の出力信号（検波出力）Ｓ３：光源制御駆動装置７
の出力信号（駆動信号）Ｓ４：同期信号発生器５の出力
信号（同期検波器６への同期信号） Ｓ、二同期信号発生器５の出力信号（変調器駆動装置８
への同期信号） Ｓ６．Ｓ、：変調器駆動装置８の出力信号（超音波光周
波数変調器２の２この超音波変換器を独立に駆動するた
めの駆動信号） Ｓｓ、Ｓｌ、：超音波強度制御装置９の出力信号（同上
）Ｓｌ。：同期信号発生器５の出力信号（監視用同期検
波器１２への同期信号） Ｓｌ、：監視用受光器１１の出力信号（受光出力）Ｓ、
°：監視用受光器１１の出力信号（受光出力）ＳＩ！：
監視用同期検波器１２の出力信号（検波出力） Ｓ＋！’：監視用同期検波器１２の出力信号（検波出力
） Ｓｌ、：加算器１３の出力信号（加算器が無いときの３
８と同じ働き） Ｓ１４　　：振幅位相調整器１４の出力信号Ｓ＋ｓ　　
：合波器１５の出力信号 ｔ　：時刻 ｔａ、、ｔｂ、　ｔｃ、　ｔｄ％　ｔｅＳｔｆ、　ｔｈ
　：時刻ｔｏ：時刻の基準（超音波光周波数変調器の動
作開始時刻） ｔｏ’　　：時刻の基準（超音波光周波数変調器の動作
開始時刻） ＴＩＩＩ：光の周波数を周期的に周波数変調するときの
周期（１／ｆｍ） Ｔ、、Ｔ、　：超音波変換器 Ｕ、Ｕ、、Ｕ、　：超音波束 Ｖ、Ｆ同期検波器６の出力信号Ｓｔのレベル■１２：同
期検波器１２の出力信号Ｓ１２のレベル■１．：加算器
の加算出力Ｓ１３のレベルα（ｆｏ）：周波数変調成分
に対する光電力から電気信号（Ｓ２）への変換係数 β　：振幅変調成分に対する光電力から電気信号（Ｓ２
）への変換係数 γ　：振幅変調成分に対する光電力から電気信号（Ｓ＋
ｇ　）への変換係数 τｄ　：超音波を励振してから光が回折されるまでの遅
れ時間 τｉ、τｆｔ　、遅れ時間

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ光源の出力光の周波数を適当な周波数振幅
   と変調周波数で外部変調し、透過率がレーザ光源の自由
   発振の周波数近傍で極値をとる光フィルタを通過させた
   同出力光を受光した受光器の出力電気信号を、外部変調
   の周期と同期した適当な信号を参照信号として同期検波
   した検波出力から同レーザ光源の発振周波数を知り、そ
   の結果を基に同レーザ光源の発振周波数が該透過率が極
   大あるいは極小となる周波数になるように制御する周波
   数安定化光源において、 該レーザ光源の出力光の周波数を外部変調するための周
   波数変調器として、適当な媒質表面の適当な２面に超音
   波を励振するための超音波変換器を１個ずつ備えた超音
   波光周波数変調器あるいは超音波を励振するための１個
   の超音波変換器を備えた２個の超音波光変調器からなる
   周波数変調器を用い、該超音波光周波数変調器に入射す
   る光と２個の超音波変換器によって励振された２個の超
   音波のいずれもが同時にブラッグ条件を満足し、かつ、
   それぞれの超音波光変調器でブラッグ回折される光の回
   折次数が異なるように、該２個の超音波の伝搬方向がな
   す角度と入射光の角度を設定し、 さらに、２個の超音波変換器のそれぞれに対して、励振
   する超音波の強度を調節する手段を備え、２個の超音波
   変換器から周期（１／ｆｍ）で交互に超音波を励振し、
   かつ２個の超音波変換器で励振する超音波の強度を調節
   して２個の超音波変換器から励振された超音波による回
   折光の強度がほぼ同じになるようにレーザ光源の周波数
   を外部変調するように構成されたことを特徴とする周波
   数安定化光源。
2. （２）超音波光周波数変調器の超音波変換器を備えた２
   面が互いに平行であり、したがって、２個の超音波変換
   器で励振する超音波の周波数が等しく、励振された同一
   周波数の超音波によって、光が実質的に空間的に同一方
   向に回折され、かつ同２個の超音波によって回折された
   光の周波数が互いに反対方向に変化するように、超音波
   光周波数変調器と光ビームの方向を設定したことを特徴
   とする特許請求範囲第１項記載の周波数安定化光源。
3. （３）長さが同超音波光周波数変調器の超音波変換器を
   備えた２面間の距離以下であるような超音波束が同２面
   間にただ１個存在し、かつ同超音波束が該対向する２面
   で反射しつつある間だけ同反射超音波と同相になるよう
   に超音波が反射している超音波変換器で超音波を励振す
   ることによって、同超音波束で回折される光の強度がほ
   ぼ一定になるようにしたことを特徴とする特許請求範囲
   第２項記載の周波数安定化光源。
4. （４）該超音波変調器から出射した光を適当な光分割器
   で２個に分割し、その内の１個を光フィルタに入射して
   周波数安定化に利用するとともに、残りの１個のうちの
   回折光のみを受光器で受光して得た電気信号を外部変調
   の周期と同期した適当な参照信号を用いて同期検波して
   その出力が零になるように励振する超音波の強度を調節
   して、回折光の振幅変調幅が最小となるように制御する
   か、あるいは、同期検波出力がレーザ光源の周波数と該
   光フィルタが極値をとる周波数が一致したときに光フィ
   ルタを通過した信号を同期検波して得た信号が零になる
   ときの同期検波出力の大きさになるように、励振する超
   音波の強度を調節して、回折光の振幅変調幅が一定値と
   なるように制御するようにしたことを特徴とする特許請
   求範囲第１項、第２項又は第３項記載の周波数安定化光
   源。
5. （５）該光フィルタの透過率が、使用する極値付近で、
   入射光の周波数と該極値をとる周波数との差についてほ
   ぼ偶関数と見なせる場合に、該超音波変調器から出射し
   た光を適当な光分割器で２個に分割し、その内の１個を
   光フィルタを通過させた後、受光器で受光して得た電気
   信号を外部変調の周期と同期した適当な参照信号を用い
   て同期検波した検波出力１と残りの１個に含まれる回折
   光のみを受光器で受光して得た電気信号を外部変調の周
   期と同期した適当な参照信号を用いて同期検波した出力
   ２とを適当な倍率で加算して得た加算信号が、該発振周
   波数が該光フィルタの透過率が極値をとる周波数となっ
   たときに零となるように該倍率を設定したことを特徴と
   する特許請求範囲第１項、第２項又は第３項記載の周波
   数安定化光源。
6. （６）該光フィルタの透過率が、使用する極値付近で、
   入射光の周波数と該極値をとる周波数との差についてほ
   ぼ偶関数と見なせる場合に、該超音波変調器から出射し
   た光を適当な光分割器で２個に分割し、その内の１個を
   光フィルタを通過させた後、受光器で受光して得た電気
   信号と残りの１個の内の回折光のみを受光器で受光して
   得た電気信号を適当な倍率で増倍し、かつ必要に応じて
   適当な角度位相シフトして得た電気信号とを合波して得
   た合波信号に対して、同合波信号を該外部変調の周期と
   同期している適当な信号を参照信号として同期検波した
   検波出力が、該発振周波数が該光フィルタの透過率が極
   値をとる周波数と同一になったときに零となるように、
   該合波時の位相および倍率を設定したことを特徴とする
   特許請求範囲第１項、第２項又は第３項記載の周波数安
   定化光源。
7. （７）光フィルタの透過率が極値をとる所要の周波数ｆ
   ｃ近傍で、周波数ｆｃからの周波数の増減に対してに透
   過率が非対称に変化する場合に、２個の超音波変換器で
   励振する超音波の周波数を調整することによって、レー
   ザ光源の発振周波数が周波数ｆｃに等しくなるようにし
   たことを特徴とする特許請求範囲第１項、第４項、第５
   項又は第６項記載の周波数安定化光源。