JPH04368191A - レーザ光の波長安定化における誤差信号発生装置 - Google Patents
レーザ光の波長安定化における誤差信号発生装置Info
- Publication number
- JPH04368191A JPH04368191A JP14465991A JP14465991A JPH04368191A JP H04368191 A JPH04368191 A JP H04368191A JP 14465991 A JP14465991 A JP 14465991A JP 14465991 A JP14465991 A JP 14465991A JP H04368191 A JPH04368191 A JP H04368191A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wavelength
- laser light
- error signal
- conversion element
- laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 title claims abstract description 20
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 34
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 25
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 18
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 12
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 description 3
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 2
- 239000007836 KH2PO4 Substances 0.000 description 1
- 229910003334 KNbO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 KTiOPO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003327 LiNbO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M potassium dihydrogen phosphate Chemical compound [K+].OP(O)([O-])=O GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
Landscapes
- Semiconductor 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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光の波長安定化
の際に用いられる目標値と現在値の差即ち誤差信号発生
装置に関し、特に、レーザ光と波長変換素子との相互作
用を利用して誤差信号を得る誤差信号発生装置に関する
。
の際に用いられる目標値と現在値の差即ち誤差信号発生
装置に関し、特に、レーザ光と波長変換素子との相互作
用を利用して誤差信号を得る誤差信号発生装置に関する
。
【0002】
【従来の技術】レーザ光の波長安定化は、光計測におけ
る精度の向上、光通信における大容量化、高速化に不可
欠な技術であり、一般に、レーザ光の波長を安定化する
方法は、現在の発振波長と基準波長との差を誤差信号と
して取り出し、この誤差信号をゼロにするようにレーザ
光の発振波長を制御することによって、発振波長を基準
波長に安定化させる方法が考えられる。
る精度の向上、光通信における大容量化、高速化に不可
欠な技術であり、一般に、レーザ光の波長を安定化する
方法は、現在の発振波長と基準波長との差を誤差信号と
して取り出し、この誤差信号をゼロにするようにレーザ
光の発振波長を制御することによって、発振波長を基準
波長に安定化させる方法が考えられる。
【0003】従来、原子や分子の吸収線や光共振器の共
振波長を基準波長として利用し、誤差信号を発生させて
いた。以下、原子や分子の吸収線を用いる方法について
説明する。図7aは、半導体レーザの波長安定化によく
用いられるルビジウムの吸収線(Rb−D2線のうちの
一本(波長780.0nm))である。図7bは、吸収
線の透過光量を波長で微分した微分信号であり、これを
誤差信号として用いる。
振波長を基準波長として利用し、誤差信号を発生させて
いた。以下、原子や分子の吸収線を用いる方法について
説明する。図7aは、半導体レーザの波長安定化によく
用いられるルビジウムの吸収線(Rb−D2線のうちの
一本(波長780.0nm))である。図7bは、吸収
線の透過光量を波長で微分した微分信号であり、これを
誤差信号として用いる。
【0004】図6は、この半導体レーザの波長安定化の
ための光学系及び信号処理ブロック図である。図6にお
いて、1は半導体レーザ、20はRbセルで気体状のR
bが封入されている、3は光電変換器、4は発振器、5
はロックインアンプ、6は制御器、7は加算器である。 半導体レーザ1の発振波長の制御は、半導体レーザ1へ
の注入電流を制御することによって行うことができる。 そこで、レーザ光をRbセル20に入射して、その透過
光ビーム強度を光電変換器3で測定しながら、注入電流
を掃引すると、図7aに示すRbの吸収線が観測できる
。
ための光学系及び信号処理ブロック図である。図6にお
いて、1は半導体レーザ、20はRbセルで気体状のR
bが封入されている、3は光電変換器、4は発振器、5
はロックインアンプ、6は制御器、7は加算器である。 半導体レーザ1の発振波長の制御は、半導体レーザ1へ
の注入電流を制御することによって行うことができる。 そこで、レーザ光をRbセル20に入射して、その透過
光ビーム強度を光電変換器3で測定しながら、注入電流
を掃引すると、図7aに示すRbの吸収線が観測できる
。
【0005】次に、レーザ光の波長安定化における誤差
信号の発生について説明する。発振器4の出力の一部を
加算器7を用いて制御器6の出力に重畳することにより
、注入電流の直流成分に比べて十分に小さい交流成分を
加算して、注入電流を振幅変調すると、レーザ光の発振
波長に極微少な波長変調がかかる。波長変調が行われた
状態で、注入電流を掃引しながら、光電変換器3の出力
をロックインアンプ5を用いて、発振器4の出力である
変調周波数で同期検波すると、図7bに示すRb吸収線
の微分信号が得られる。この微分信号は、いわゆるゼロ
クロス信号であって、波長安定化用の誤差信号となる。
信号の発生について説明する。発振器4の出力の一部を
加算器7を用いて制御器6の出力に重畳することにより
、注入電流の直流成分に比べて十分に小さい交流成分を
加算して、注入電流を振幅変調すると、レーザ光の発振
波長に極微少な波長変調がかかる。波長変調が行われた
状態で、注入電流を掃引しながら、光電変換器3の出力
をロックインアンプ5を用いて、発振器4の出力である
変調周波数で同期検波すると、図7bに示すRb吸収線
の微分信号が得られる。この微分信号は、いわゆるゼロ
クロス信号であって、波長安定化用の誤差信号となる。
【0006】制御器6は、この誤差信号がゼロになるよ
うに半導体レーザ1の注入電流を制御して、波長安定化
のフィードバック制御を行う。このように、半導体レー
ザ1の発振波長を図7bのゼロクロス点(波長=780
nm)に安定化することができる。なお、上記の例にお
いて、変調周波数が5kHzで、ロックインアンプの時
定数が100msecの時に、10−13 の波長安定
度が得られている。
うに半導体レーザ1の注入電流を制御して、波長安定化
のフィードバック制御を行う。このように、半導体レー
ザ1の発振波長を図7bのゼロクロス点(波長=780
nm)に安定化することができる。なお、上記の例にお
いて、変調周波数が5kHzで、ロックインアンプの時
定数が100msecの時に、10−13 の波長安定
度が得られている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、原子や
分子の吸収線を用いて波長安定化を行う場合は、原子や
分子の吸収線の数は有限で離散的に存在するため、安定
化すべき波長が吸収線の波長に限定されてしまい、任意
の波長に対してレーザ光の波長安定化を行うことが困難
であるという課題があった。
分子の吸収線を用いて波長安定化を行う場合は、原子や
分子の吸収線の数は有限で離散的に存在するため、安定
化すべき波長が吸収線の波長に限定されてしまい、任意
の波長に対してレーザ光の波長安定化を行うことが困難
であるという課題があった。
【0008】また、光共振器の共振波長を基準波長とし
て用いる場合は、その共振器の調整が難しく、また基準
波長を変化させる機構が複雑になるという課題があった
。本発明は、レーザ光と波長変換素子との相互作用を利
用することにより、レーザ光の波長安定化のための誤差
信号を、任意の波長について発生させることができる、
レーザ光の波長安定化における誤差信号発生装置を提供
することを目的とする。
て用いる場合は、その共振器の調整が難しく、また基準
波長を変化させる機構が複雑になるという課題があった
。本発明は、レーザ光と波長変換素子との相互作用を利
用することにより、レーザ光の波長安定化のための誤差
信号を、任意の波長について発生させることができる、
レーザ光の波長安定化における誤差信号発生装置を提供
することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、レーザ光の波長を変調する手段、波長変
換素子、及び波長変換された光ビームを検出する光電変
換器を備えることを特徴とする。
に、本発明は、レーザ光の波長を変調する手段、波長変
換素子、及び波長変換された光ビームを検出する光電変
換器を備えることを特徴とする。
【0010】また、本発明は、波長変換素子、レーザ光
と前記波長変換素子との相互作用長を変調する手段、及
び波長変換された光ビームを検出する光電変換器を備え
ることを特徴とする。
と前記波長変換素子との相互作用長を変調する手段、及
び波長変換された光ビームを検出する光電変換器を備え
ることを特徴とする。
【0011】また、本発明は、レーザ光を2本の光ビー
ムに分割するビーム分割器、波長変換素子、波長変換さ
れた各光ビームを検出する2つの光電変換器、及び前記
光電変換器の各出力の差信号を得る減算器を備え、前記
ビーム分割器により分割された2本の光ビームと前記波
長変換素子との相互作用長が各々異なるように配置する
ことを特徴とする。
ムに分割するビーム分割器、波長変換素子、波長変換さ
れた各光ビームを検出する2つの光電変換器、及び前記
光電変換器の各出力の差信号を得る減算器を備え、前記
ビーム分割器により分割された2本の光ビームと前記波
長変換素子との相互作用長が各々異なるように配置する
ことを特徴とする。
【0012】
【作用】以下、本発明に係るレーザ光の波長安定化にお
ける誤差信号発生装置の原理を説明する。レーザ光が、
LiNbO3 、KH2 PO4 、KTiOPO4
、KNbO3 等の波長変換材料からなる波長変換素子
に入射すると、波長変換されたレーザ光が発生する。な
お、波長変換されるためには、位相整合がとれていない
状態、即ち、(数1)に示す例においてΔk≠0の条件
、が必要である。
ける誤差信号発生装置の原理を説明する。レーザ光が、
LiNbO3 、KH2 PO4 、KTiOPO4
、KNbO3 等の波長変換材料からなる波長変換素子
に入射すると、波長変換されたレーザ光が発生する。な
お、波長変換されるためには、位相整合がとれていない
状態、即ち、(数1)に示す例においてΔk≠0の条件
、が必要である。
【0013】波長変換されたレーザ光の強度は、入射し
たレーザ光と波長変換素子との相互作用長を変化させる
ことにより、一定の周期で正弦波状に振動する現象が現
れる。この周期は一般に「コヒーレント長」と称される
。コヒーレント長は、波長変換素子の屈折率の波長分散
と、入射するレーザ光の波長によって変化する。逆に、
相互作用長を一定に保ち、入射するレーザ光の波長を変
化させても、波長変換されたレーザ光の強度は正弦波状
に変化する。
たレーザ光と波長変換素子との相互作用長を変化させる
ことにより、一定の周期で正弦波状に振動する現象が現
れる。この周期は一般に「コヒーレント長」と称される
。コヒーレント長は、波長変換素子の屈折率の波長分散
と、入射するレーザ光の波長によって変化する。逆に、
相互作用長を一定に保ち、入射するレーザ光の波長を変
化させても、波長変換されたレーザ光の強度は正弦波状
に変化する。
【0014】これらの現象を理解するために、第2次高
調波発生を例にとって数式に表したものが(数1)であ
る。なお、理解容易のために、波長λの代わりに角周波
数ωで表現している(ω=2π・c/λ)。
調波発生を例にとって数式に表したものが(数1)であ
る。なお、理解容易のために、波長λの代わりに角周波
数ωで表現している(ω=2π・c/λ)。
【0015】
【数1】
【0016】なお、2ωとωが波長変換素子の共鳴周波
数から離れている場合、光2ωにおける波長変換材料の
屈折率と光ωにおける波長変換材料の屈折率の差(n2
ω−nω)は、一定とみなすことができる。
数から離れている場合、光2ωにおける波長変換材料の
屈折率と光ωにおける波長変換材料の屈折率の差(n2
ω−nω)は、一定とみなすことができる。
【0017】図1は、縦軸に光2ωのパワーをとり、横
軸に角周波数ωをとって表した(数1)のグラフである
。図1において、相互作用長lをパラメータとして、破
線1はl=laの場合、実線2はl=lb(la<lb
)の場合のグラフである。図1の正弦波状の信号が波長
安定化の基準となり、この微分信号が、レーザ光の波長
安定化における誤差信号となる。また、相互作用長lを
変化させることによって、波長基準を任意に設定するこ
とができる。
軸に角周波数ωをとって表した(数1)のグラフである
。図1において、相互作用長lをパラメータとして、破
線1はl=laの場合、実線2はl=lb(la<lb
)の場合のグラフである。図1の正弦波状の信号が波長
安定化の基準となり、この微分信号が、レーザ光の波長
安定化における誤差信号となる。また、相互作用長lを
変化させることによって、波長基準を任意に設定するこ
とができる。
【0018】従って、本発明の構成によれば、波長変換
素子へレーザ光を入射させて、レーザ光の波長を変調す
ることにより、レーザ光の角周波数ωが変調されて、図
1の例えば実線のグラフの微分信号が得られる。この微
分信号は、直流成分の無い正弦波状の信号であって、複
数のゼロクロス点が存在する。そこで、相互作用長lの
調整により、負のフィードバックになる傾きを有するゼ
ロクロス点を選択して、その点の角周波数ωを基準角周
波数として採用することにより、基準波長が決定されて
、レーザ光の波長安定化における誤差信号を得ることが
できる。
素子へレーザ光を入射させて、レーザ光の波長を変調す
ることにより、レーザ光の角周波数ωが変調されて、図
1の例えば実線のグラフの微分信号が得られる。この微
分信号は、直流成分の無い正弦波状の信号であって、複
数のゼロクロス点が存在する。そこで、相互作用長lの
調整により、負のフィードバックになる傾きを有するゼ
ロクロス点を選択して、その点の角周波数ωを基準角周
波数として採用することにより、基準波長が決定されて
、レーザ光の波長安定化における誤差信号を得ることが
できる。
【0019】また、レーザ光の波長を変調しないで、入
射したレーザ光と波長変換素子との相互作用長を変化さ
せることにより、波長変換されたレーザ光の強度が、一
定の周期で正弦波状に振動する現象が現れる。図2は、
縦軸に光2ωのパワーをとり、横軸に相互作用長lをと
って表した(数1)のグラフである。なお、λは入射レ
ーザ光の波長である。
射したレーザ光と波長変換素子との相互作用長を変化さ
せることにより、波長変換されたレーザ光の強度が、一
定の周期で正弦波状に振動する現象が現れる。図2は、
縦軸に光2ωのパワーをとり、横軸に相互作用長lをと
って表した(数1)のグラフである。なお、λは入射レ
ーザ光の波長である。
【0020】従って、レーザ光と前記波長変換素子との
相互作用長を変調することにより、図2のグラフの微分
信号が得られ、上述と同様に、複数のゼロクロス点の中
から、負のフィードバックになる傾きを有するゼロクロ
ス点を選択して、その点の相互作用長lを基準値として
採用することにより、基準波長が決定されて、レーザ光
の波長安定化における誤差信号を得ることができる。
相互作用長を変調することにより、図2のグラフの微分
信号が得られ、上述と同様に、複数のゼロクロス点の中
から、負のフィードバックになる傾きを有するゼロクロ
ス点を選択して、その点の相互作用長lを基準値として
採用することにより、基準波長が決定されて、レーザ光
の波長安定化における誤差信号を得ることができる。
【0021】また、レーザ光を2本の光ビームに分割し
て波長変換素子へ入射し、各光ビームと波長変換素子と
の相互作用長が各々異なるように配置して、波長変換さ
れた各光ビームを検出する2つの光電変換器からの各出
力の差信号を発生させることにより、図1に示す破線1
のグラフと実線2のグラフとの差信号が得られる。この
差信号は、破線1と実線2の交点におけるゼロクロス点
が複数存在する。そこで、相互作用長lの調整により、
負のフィードバックになる傾きを有するゼロクロス点を
選択して、その点の角周波数ωを基準角周波数として採
用することにより、基準波長が決定されて、レーザ光の
波長安定化における誤差信号を得ることができる。
て波長変換素子へ入射し、各光ビームと波長変換素子と
の相互作用長が各々異なるように配置して、波長変換さ
れた各光ビームを検出する2つの光電変換器からの各出
力の差信号を発生させることにより、図1に示す破線1
のグラフと実線2のグラフとの差信号が得られる。この
差信号は、破線1と実線2の交点におけるゼロクロス点
が複数存在する。そこで、相互作用長lの調整により、
負のフィードバックになる傾きを有するゼロクロス点を
選択して、その点の角周波数ωを基準角周波数として採
用することにより、基準波長が決定されて、レーザ光の
波長安定化における誤差信号を得ることができる。
【0022】
【実施例】以下、本発明に係る、レーザ光の波長安定化
における誤差信号発生装置の実施例を説明する。 (実施例1)図3は、本発明に係る誤差信号発生装置の
一実施例の光学系及び信号処理ブロック図である。図3
において、1は半導体レーザ、2は波長変換素子であっ
て、図に示すようにくさび形状に形成され、X方向に移
動させることによって相互作用長lを変化させることが
できる。3は光電変換器、4は発振器、5はロックイン
アンプ、6は制御器、7は加算器、8は角周波数2ωの
光を透過し角周波数ωの光を遮断するフィルタ、9は波
長変換素子2をX方向に移動させるX軸ステージである
。
における誤差信号発生装置の実施例を説明する。 (実施例1)図3は、本発明に係る誤差信号発生装置の
一実施例の光学系及び信号処理ブロック図である。図3
において、1は半導体レーザ、2は波長変換素子であっ
て、図に示すようにくさび形状に形成され、X方向に移
動させることによって相互作用長lを変化させることが
できる。3は光電変換器、4は発振器、5はロックイン
アンプ、6は制御器、7は加算器、8は角周波数2ωの
光を透過し角周波数ωの光を遮断するフィルタ、9は波
長変換素子2をX方向に移動させるX軸ステージである
。
【0023】半導体レーザの注入電流の直流成分に、十
分に小さい交流成分を加算して、注入電流を振幅変調す
ることにより、レーザ光に極微少な波長変調がかかる。 このレーザ光を波長変換素子2に入射し、波長変換され
た角周波数2ωのレーザ光の検出信号をロックインアン
プ5で同期検波すると、図1の例えば実線のグラフを微
分した微分信号が得られる。この微分信号はいわゆるゼ
ロクロス信号で制御用の誤差信号となる。
分に小さい交流成分を加算して、注入電流を振幅変調す
ることにより、レーザ光に極微少な波長変調がかかる。 このレーザ光を波長変換素子2に入射し、波長変換され
た角周波数2ωのレーザ光の検出信号をロックインアン
プ5で同期検波すると、図1の例えば実線のグラフを微
分した微分信号が得られる。この微分信号はいわゆるゼ
ロクロス信号で制御用の誤差信号となる。
【0024】制御器6は、この誤差信号を入力してロッ
クインアンプ5の出力がゼロになるように半導体レーザ
1の注入電流を制御することによって、レーザ光の波長
を安定化することができる。また、X軸ステージ9で波
長変換素子2をX方向に移動させて相互作用長lを調整
することにより、安定化させるレーザ光の波長を任意に
設定することができる。なお、変調周波数は、ロックイ
ンアンプの使用可能な範囲に設定され、数Hzから約5
0MHzの範囲が好ましい。
クインアンプ5の出力がゼロになるように半導体レーザ
1の注入電流を制御することによって、レーザ光の波長
を安定化することができる。また、X軸ステージ9で波
長変換素子2をX方向に移動させて相互作用長lを調整
することにより、安定化させるレーザ光の波長を任意に
設定することができる。なお、変調周波数は、ロックイ
ンアンプの使用可能な範囲に設定され、数Hzから約5
0MHzの範囲が好ましい。
【0025】(実施例2)図4は、本発明に係る誤差信
号発生装置の他の実施例の光学系及び信号処理ブロック
図である。図4において、10は波長変換素子2をX方
向に極微小な振幅で振動させることができるピエゾ素子
などの振動子である。波長変換素子2がX方向に極微少
な振幅で振動しているので、相互作用長lが変調されて
いることになる。これは、図1の例えば実線のグラフが
角周波数ω方向に振動していることに相当する。この信
号をロックインアンプ5で同期検波することによって、
実施例1で得られたのと同様なゼロクロス信号である制
御用の誤差信号を得ることができる。
号発生装置の他の実施例の光学系及び信号処理ブロック
図である。図4において、10は波長変換素子2をX方
向に極微小な振幅で振動させることができるピエゾ素子
などの振動子である。波長変換素子2がX方向に極微少
な振幅で振動しているので、相互作用長lが変調されて
いることになる。これは、図1の例えば実線のグラフが
角周波数ω方向に振動していることに相当する。この信
号をロックインアンプ5で同期検波することによって、
実施例1で得られたのと同様なゼロクロス信号である制
御用の誤差信号を得ることができる。
【0026】制御器6は、この誤差信号を入力してロッ
クインアンプ5の出力がゼロになるように半導体レーザ
1の注入電流を制御することによって、レーザ光の波長
を安定化することができる。
クインアンプ5の出力がゼロになるように半導体レーザ
1の注入電流を制御することによって、レーザ光の波長
を安定化することができる。
【0027】なお、具体的な実施例として、波長変換素
子2に底辺2mm、上辺1.96mm、高さ20mmの
台形状断面のものを使用し、ピエゾ素子で0.1mmの
振幅で振動させると、相互作用長lの変位量が0.2μ
mとなる。これは、レーザ光の発振波長が830nmの
場合、光の周波数が約3.6×1014Hzに対して約
36GHzの周波数で振幅変調することに相当する。ま
た、変調周波数は、ピエゾ素子の駆動力と波長変換素子
の質量等に依存するが、5kHzから6kHz程度が好
ましい。
子2に底辺2mm、上辺1.96mm、高さ20mmの
台形状断面のものを使用し、ピエゾ素子で0.1mmの
振幅で振動させると、相互作用長lの変位量が0.2μ
mとなる。これは、レーザ光の発振波長が830nmの
場合、光の周波数が約3.6×1014Hzに対して約
36GHzの周波数で振幅変調することに相当する。ま
た、変調周波数は、ピエゾ素子の駆動力と波長変換素子
の質量等に依存するが、5kHzから6kHz程度が好
ましい。
【0028】本実施例は、実施例1と違い、誤差信号発
生の際にレーザ光に波長変調をかける必要がない。レー
ザ光に波長変調がかけられていると、波長安定化がなさ
れたレーザ光に変調周波数成分の波長変動が残存してい
るため、計測、通信等に利用する際に精度、速度、容量
等の見地から利用対象が制限される傾向にある。従って
、この意味から本実施例は実用上大きな利点がある。
生の際にレーザ光に波長変調をかける必要がない。レー
ザ光に波長変調がかけられていると、波長安定化がなさ
れたレーザ光に変調周波数成分の波長変動が残存してい
るため、計測、通信等に利用する際に精度、速度、容量
等の見地から利用対象が制限される傾向にある。従って
、この意味から本実施例は実用上大きな利点がある。
【0029】(実施例3)図5は、本発明に係る誤差信
号発生装置の他の実施例の光学系及び信号処理ブロック
図である。図5において、11はビーム分割器、12は
反射ミラー、13、14は光電変換器、15は光電変換
器13、14の各出力の差信号を得る減算器である。ビ
ーム分割器11を透過したレーザ光と波長変換素子2と
の相互作用長はlbで、ビーム分割器11で反射したレ
ーザ光と波長変換素子2との相互作用長はlaである。 従って、光電変換器13、14の出力は、それぞれ図1
に示す実線のグラフ2、破線のグラフ1に対応する。こ
の光電変換器13、14の各出力の差信号を減算器15
を用いて得ることによって、実施例1で得られたのと同
様なゼロクロス信号である制御用の誤差信号を得ること
ができる。
号発生装置の他の実施例の光学系及び信号処理ブロック
図である。図5において、11はビーム分割器、12は
反射ミラー、13、14は光電変換器、15は光電変換
器13、14の各出力の差信号を得る減算器である。ビ
ーム分割器11を透過したレーザ光と波長変換素子2と
の相互作用長はlbで、ビーム分割器11で反射したレ
ーザ光と波長変換素子2との相互作用長はlaである。 従って、光電変換器13、14の出力は、それぞれ図1
に示す実線のグラフ2、破線のグラフ1に対応する。こ
の光電変換器13、14の各出力の差信号を減算器15
を用いて得ることによって、実施例1で得られたのと同
様なゼロクロス信号である制御用の誤差信号を得ること
ができる。
【0030】制御器6は、この誤差信号を入力して減算
器15の出力がゼロになるように半導体レーザ1の注入
電流を制御することによって、レーザ光の波長を安定化
することができる。
器15の出力がゼロになるように半導体レーザ1の注入
電流を制御することによって、レーザ光の波長を安定化
することができる。
【0031】なお、具体的な実施例として、波長変換素
子2に底辺2mm、上辺1.96mm、高さ20mmの
台形状断面のものを使用し、2つのビーム間隔を1mm
に設定すると、laとlbの差が約2μmとなる。これ
を図1に適用すれば、具体的な誤差信号を求めることが
できる。
子2に底辺2mm、上辺1.96mm、高さ20mmの
台形状断面のものを使用し、2つのビーム間隔を1mm
に設定すると、laとlbの差が約2μmとなる。これ
を図1に適用すれば、具体的な誤差信号を求めることが
できる。
【0032】本実施例も、実施例2と同様に、誤差信号
発生の際にレーザ光に波長変調をかける必要がないため
、本実施例は実用上大きな利点がある。なお、上述の実
施例では、半導体レーザの波長安定化について説明した
が、ガスレーザ、固体レーザ、液体レーザ等の波長安定
化についても同様に適用することができる。
発生の際にレーザ光に波長変調をかける必要がないため
、本実施例は実用上大きな利点がある。なお、上述の実
施例では、半導体レーザの波長安定化について説明した
が、ガスレーザ、固体レーザ、液体レーザ等の波長安定
化についても同様に適用することができる。
【0033】
【発明の効果】以上述べたように、本発明を用いること
により、レーザ光の波長安定化のための誤差信号を、任
意の波長について発生させることができる。従って、簡
単な構成で、任意の波長について、レーザ光の波長を安
定化することができる。
により、レーザ光の波長安定化のための誤差信号を、任
意の波長について発生させることができる。従って、簡
単な構成で、任意の波長について、レーザ光の波長を安
定化することができる。
【図1】縦軸に光2ωのパワーをとり、横軸に角周波数
ωをとって表した(数1)のグラフである。
ωをとって表した(数1)のグラフである。
【図2】縦軸に光2ωのパワーをとり、横軸に相互作用
長lをとって表した(数1)のグラフである。
長lをとって表した(数1)のグラフである。
【図3】本発明に係る誤差信号発生装置の一実施例の光
学系及び信号処理ブロック図である。
学系及び信号処理ブロック図である。
【図4】本発明に係る誤差信号発生装置の他の実施例の
光学系及び信号処理ブロック図である。
光学系及び信号処理ブロック図である。
【図5】本発明に係る誤差信号発生装置の他の実施例の
光学系及び信号処理ブロック図である。
光学系及び信号処理ブロック図である。
【図6】従来の半導体レーザの波長安定化のための光学
系及び信号処理ブロック図である。
系及び信号処理ブロック図である。
【図7】図7aは、従来の半導体レーザの波長安定化に
用いられるルビジウムの吸収線(Rb−D2線のうちの
一本(波長780.0nm))であり、図7bは、吸収
線の透過光量を波長で微分した微分信号である。
用いられるルビジウムの吸収線(Rb−D2線のうちの
一本(波長780.0nm))であり、図7bは、吸収
線の透過光量を波長で微分した微分信号である。
1 半導体レーザ
2 波長変換素子
3 光電変換器
4 発振器
5 ロックインアンプ
6 制御器
7 加算器
8 角周波数2ωの光を透過し、角周波数ωの光を遮
断するフィルタ 9 X軸ステージ 10 振動子 11 ビーム分割器 12 反射ミラー 13、14 光電変換器 15 減算器 20 Rbセル
断するフィルタ 9 X軸ステージ 10 振動子 11 ビーム分割器 12 反射ミラー 13、14 光電変換器 15 減算器 20 Rbセル
Claims (3)
- 【請求項1】 レーザ光の波長を変調する手段、波長
変換素子、及び波長変換された光ビームを検出する光電
変換器を備える、レーザ光の波長安定化における誤差信
号発生装置。 - 【請求項2】 波長変換素子、レーザ光と前記波長変
換素子との相互作用長を変調する手段、及び波長変換さ
れた光ビームを検出する光電変換器を備える、レーザ光
の波長安定化における誤差信号発生装置。 - 【請求項3】 レーザ光を2本の光ビームに分割する
ビーム分割器、波長変換素子、波長変換された各光ビー
ムを検出する2つの光電変換器、及び前記光電変換器の
各出力の差信号を得る減算器を備え、前記ビーム分割器
により分割された2本の光ビームと前記波長変換素子と
の相互作用長が各々異なるように配置する、レーザ光の
波長安定化における誤差信号発生装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14465991A JP2965383B2 (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | レーザ光の波長安定化における誤差信号発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14465991A JP2965383B2 (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | レーザ光の波長安定化における誤差信号発生装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04368191A true JPH04368191A (ja) | 1992-12-21 |
JP2965383B2 JP2965383B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=15367238
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14465991A Expired - Fee Related JP2965383B2 (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | レーザ光の波長安定化における誤差信号発生装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2965383B2 (ja) |
-
1991
- 1991-06-17 JP JP14465991A patent/JP2965383B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2965383B2 (ja) | 1999-10-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0401799B1 (en) | Length measuring apparatus | |
US4135822A (en) | Laser gyroscope | |
JPH071808B2 (ja) | 角速度センサ | |
US20060182156A1 (en) | Tuning a laser | |
US5009480A (en) | Fiber optic gyro | |
JPH07254744A (ja) | レーザ光発生装置 | |
Suzuki et al. | Real-time vibration measurement using a feedback type of laser diode interferometer with an optical fiber | |
JP2965383B2 (ja) | レーザ光の波長安定化における誤差信号発生装置 | |
JP2004077979A (ja) | 光周波数シンセサイザ | |
US20220390756A1 (en) | Laser interferometer and method for controlling laser interferometer | |
WO2002006769A2 (en) | Method for controlling fiber optic sensor scale factor | |
Takahashi et al. | Effect of reflections on the drift characteristics of a fiber-optic passive ring-resonator gyroscope | |
GB1576941A (en) | Laser gyroscope | |
US6490300B1 (en) | Wavelength-stabilized light source apparatus | |
JPH0372686A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
Tonyushkin et al. | Phase-locked scanning interferometer for frequency stabilization of multiple lasers | |
EP0171428A1 (en) | Ring laser gyro tilt mirror dither | |
US10747031B2 (en) | Method and system for optical phase modulation with reduced harmonic content | |
JPH0644656B2 (ja) | 周波数安定化半導体レーザ装置 | |
JPH0310882B2 (ja) | ||
JPH02211430A (ja) | 光走査装置 | |
JPH0513077U (ja) | 周波数安定化レ―ザ光源 | |
JP2004140232A (ja) | 波長安定化装置及びその調整方法 | |
JP2023000359A (ja) | 光コム距離計測用の光コム発生装置 | |
JPH07109918B2 (ja) | ガスレーザーの周波数安定化方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |