JPH06207847A - 光ｆｍ変調特性測定装置 - Google Patents
光ｆｍ変調特性測定装置Info
- Publication number
- JPH06207847A JPH06207847A JP337393A JP337393A JPH06207847A JP H06207847 A JPH06207847 A JP H06207847A JP 337393 A JP337393 A JP 337393A JP 337393 A JP337393 A JP 337393A JP H06207847 A JPH06207847 A JP H06207847A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- optical
- semiconductor laser
- beat
- optical path
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- Pending
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Lasers (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＦＭヘテロダイン法を利用し、特殊な、また
は高価な測定器やアライメントなどの技術を用いず、簡
便に、かつ安定に、レーザ光のＦＭ変調特性を測定する
装置を実現する。 【構成】 レーザ光のＦＭ変調特性を測定する装置にお
いて、光路長の異なるマイケルソン干渉計と、光電変換
器とを有し、ＦＭ変調された前記レーザ光が前記マイケ
ルソン干渉計に入射した時に、出力側に現れるビート信
号を前記光電変換器にてパルス信号に変換した後にカウ
ントすることにより、前記レーザ光の周波数偏移量を求
めるように構成したことを特徴とする。
は高価な測定器やアライメントなどの技術を用いず、簡
便に、かつ安定に、レーザ光のＦＭ変調特性を測定する
装置を実現する。 【構成】 レーザ光のＦＭ変調特性を測定する装置にお
いて、光路長の異なるマイケルソン干渉計と、光電変換
器とを有し、ＦＭ変調された前記レーザ光が前記マイケ
ルソン干渉計に入射した時に、出力側に現れるビート信
号を前記光電変換器にてパルス信号に変換した後にカウ
ントすることにより、前記レーザ光の周波数偏移量を求
めるように構成したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザの注入電
流あるいは温度などを変化させて、周波数変調を行った
場合、その変調特性を簡便に測定する装置に関するもの
である。
流あるいは温度などを変化させて、周波数変調を行った
場合、その変調特性を簡便に測定する装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来から、半導体レーザは、その用途に
より、数ＭＨｚ〜数百ＧＨｚ程度の周波数偏移を与える
場合がある。この場合の変調特性を測定する方法は、エ
タロンの共振特性を利用し、周波数変化を強度変化に変
換して測定するものであり、光パワーの校正や微妙なア
ライメント、あるいは高価なネットワークアナライザな
ど、比較的特殊なものが必要であった。
より、数ＭＨｚ〜数百ＧＨｚ程度の周波数偏移を与える
場合がある。この場合の変調特性を測定する方法は、エ
タロンの共振特性を利用し、周波数変化を強度変化に変
換して測定するものであり、光パワーの校正や微妙なア
ライメント、あるいは高価なネットワークアナライザな
ど、比較的特殊なものが必要であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の課題を踏まえてなされたものであり、ＦＭヘテロダ
イン法を利用し、特殊な、または高価な測定器やアライ
メントなどの技術を用いず、簡便に、かつ安定に、レー
ザ光のＦＭ変調特性を測定する装置を提供することを目
的としたものである。
術の課題を踏まえてなされたものであり、ＦＭヘテロダ
イン法を利用し、特殊な、または高価な測定器やアライ
メントなどの技術を用いず、簡便に、かつ安定に、レー
ザ光のＦＭ変調特性を測定する装置を提供することを目
的としたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の構成は、レーザ光のＦＭ変調特性を測定する
装置において、光路長の異なるマイケルソン干渉計と、
光電変換器とを有し、ＦＭ変調された前記レーザ光が前
記マイケルソン干渉計に入射した時に、出力側に現れる
ビート信号を前記光電変換器にてパルス信号に変換した
後にカウントすることにより、前記レーザ光の周波数偏
移量を求めるように構成したことを特徴とする。
の本発明の構成は、レーザ光のＦＭ変調特性を測定する
装置において、光路長の異なるマイケルソン干渉計と、
光電変換器とを有し、ＦＭ変調された前記レーザ光が前
記マイケルソン干渉計に入射した時に、出力側に現れる
ビート信号を前記光電変換器にてパルス信号に変換した
後にカウントすることにより、前記レーザ光の周波数偏
移量を求めるように構成したことを特徴とする。
【０００５】
【作用】本発明によれば、干渉計の出力側に現れるビー
ト信号を光電変換器でパルス信号に変換して、カウント
することにより周波数偏移量を求めているため、高価な
ネットワークアナライザなどを必要としない。
ト信号を光電変換器でパルス信号に変換して、カウント
することにより周波数偏移量を求めているため、高価な
ネットワークアナライザなどを必要としない。
【０００６】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１は本発明の光ＦＭ変調特性測定装置の一実施例を示す
構成図であり、マイケルソン干渉系は光ファイバカップ
ラで構成され、その端面にはミラーＭ1 ，Ｍ 2 がそれぞ
れ配置されている。
１は本発明の光ＦＭ変調特性測定装置の一実施例を示す
構成図であり、マイケルソン干渉系は光ファイバカップ
ラで構成され、その端面にはミラーＭ1 ，Ｍ 2 がそれぞ
れ配置されている。
【０００７】ここで、被測定半導体レーザのＦＭ変調特
性、つまり注入電流の変化分Ｉm （ｔ）（最大振幅Δ
Ｉ）に対する最大周波数偏移Δνの周波数応答を調べる
場合を考える。被測定半導体レーザは、繰り返し周波数
ｆm で周波数変調され、マイケルソン干渉計には、予め
光路差ｄ（光ファイバの屈折率をｎとすると、光学距離
はｎｄ）が与えられている。なお、光ファイバは偏波面
保存ファイバが望ましい。
性、つまり注入電流の変化分Ｉm （ｔ）（最大振幅Δ
Ｉ）に対する最大周波数偏移Δνの周波数応答を調べる
場合を考える。被測定半導体レーザは、繰り返し周波数
ｆm で周波数変調され、マイケルソン干渉計には、予め
光路差ｄ（光ファイバの屈折率をｎとすると、光学距離
はｎｄ）が与えられている。なお、光ファイバは偏波面
保存ファイバが望ましい。
【０００８】この図１に示した光学系は、いわゆるＦＭ
ヘテロダイン法による測長の系と基本的には同一であ
る。その場合は、周波数偏移Δνが既知で、光路長ｄを
測定することになる。
ヘテロダイン法による測長の系と基本的には同一であ
る。その場合は、周波数偏移Δνが既知で、光路長ｄを
測定することになる。
【０００９】ここで、図２に示すように、ノコギリ波状
に変化する電流ΔＩ（ｔ）で変調（繰り返し周波数
ｆm ）し、この時、被測定半導体レーザの周波数も、図
３のように、無変調時の周波数ν0 からνm（ｔ）だけ
変調されるものとする。なお、半導体レーザの瞬時周波
数νは、 ν＝ν0 ＋νm （ｔ） である。また、被測定半導体レーザからの変調光Ｅ
1 （ｔ）を次式のように表しておく。 Ｅ1 （ｔ）＝Ｅ0 ｅｘｐ［ｊ２π｛ν0 ＋νm （ｔ）｝ｔ］ ─(1)
に変化する電流ΔＩ（ｔ）で変調（繰り返し周波数
ｆm ）し、この時、被測定半導体レーザの周波数も、図
３のように、無変調時の周波数ν0 からνm（ｔ）だけ
変調されるものとする。なお、半導体レーザの瞬時周波
数νは、 ν＝ν0 ＋νm （ｔ） である。また、被測定半導体レーザからの変調光Ｅ
1 （ｔ）を次式のように表しておく。 Ｅ1 （ｔ）＝Ｅ0 ｅｘｐ［ｊ２π｛ν0 ＋νm （ｔ）｝ｔ］ ─(1)
【００１０】ミラーＭ2 からの光は、光路差ｄ（光学長
ｎｄ）に応じた時間遅れτ τ＝２ｎｄ／ｃ （ｃは光速） を受けるので、干渉後の全電界Ｅ（ｔ）は、 Ｅ（ｔ）＝ａＥ1 （ｔ）＋ｂＥ1 （ｔ−τ） ＝ａＥ0 ｅｘｐ［ｊ２π｛ν0 ＋νm （ｔ）｝ｔ］ ＋ｂＥ0 ｅｘｐ［ｊ２π｛ν0 ＋νm （ｔ）｝（ｔ−τ）］ ─(2) となる（図４参照）。したがって、光電変換器上での光
パワーＩ（ｔ）は、 Ｉ（ｔ）＝│Ｅ（ｔ）│2 ＝Ｅ（ｔ）*Ｅ（ｔ） ＝（ａ2 ＋ｂ2 ）Ｅ0 2 ＋２ａｂＥ0 2ｃｏｓ［２π｛ν0 ＋νm （ｔ）｝τ］ ─(3) となる。ここで、ノコギリ波状の電流で変調しているの
で、 νm （ｔ）＝（ｄν／ｄｔ）ｔ＝｛Δν／（１／ｆm ）｝ｔ となるから、上記(3) 式のビート成分は、次式のように
表される。 ｃｏｓ（２πｆm Δντｔ＋２πν0 τ） したがって、ビート周波数ｆb は、次式で表される。 ｆb ＝ｆm Δντ＝２ｆm Δνｎｄ／ｃ ─(4)
ｎｄ）に応じた時間遅れτ τ＝２ｎｄ／ｃ （ｃは光速） を受けるので、干渉後の全電界Ｅ（ｔ）は、 Ｅ（ｔ）＝ａＥ1 （ｔ）＋ｂＥ1 （ｔ−τ） ＝ａＥ0 ｅｘｐ［ｊ２π｛ν0 ＋νm （ｔ）｝ｔ］ ＋ｂＥ0 ｅｘｐ［ｊ２π｛ν0 ＋νm （ｔ）｝（ｔ−τ）］ ─(2) となる（図４参照）。したがって、光電変換器上での光
パワーＩ（ｔ）は、 Ｉ（ｔ）＝│Ｅ（ｔ）│2 ＝Ｅ（ｔ）*Ｅ（ｔ） ＝（ａ2 ＋ｂ2 ）Ｅ0 2 ＋２ａｂＥ0 2ｃｏｓ［２π｛ν0 ＋νm （ｔ）｝τ］ ─(3) となる。ここで、ノコギリ波状の電流で変調しているの
で、 νm （ｔ）＝（ｄν／ｄｔ）ｔ＝｛Δν／（１／ｆm ）｝ｔ となるから、上記(3) 式のビート成分は、次式のように
表される。 ｃｏｓ（２πｆm Δντｔ＋２πν0 τ） したがって、ビート周波数ｆb は、次式で表される。 ｆb ＝ｆm Δντ＝２ｆm Δνｎｄ／ｃ ─(4)
【００１１】被測定半導体レーザの周波数掃引中、１周
期（１／ｆm ）でのビート波の位相変化φは、 φ＝２πｆb （１／ｆm ）＝４πΔνｎｄ／ｃ ─(5) となる。一方、ビート波の波数Ｎは、次式で求められ
る。 Ｎ＝φ／２π ─(6) したがって、上記(5) ，(6) 式から、被測定半導体レー
ザの周波数偏移Δνは、次式で与えられる。 Δν＝（ｃ／２ｎｄ）Ｎ ─(7)
期（１／ｆm ）でのビート波の位相変化φは、 φ＝２πｆb （１／ｆm ）＝４πΔνｎｄ／ｃ ─(5) となる。一方、ビート波の波数Ｎは、次式で求められ
る。 Ｎ＝φ／２π ─(6) したがって、上記(5) ，(6) 式から、被測定半導体レー
ザの周波数偏移Δνは、次式で与えられる。 Δν＝（ｃ／２ｎｄ）Ｎ ─(7)
【００１２】図５は１．５μｍ帯ＤＦＢレーザをノコギ
リ波状の電流で変調した場合のビート信号である。ただ
し、 光路長ｄ：０．１７ｍ 屈折率ｎ：１．５ ビート波の波数Ｎ：２０ であるから、周波数偏移Δνは、 Δν＝（３×１０8 ／２×１．５×０．１７）×２０＝１１．８ＧＨｚ また、ΔＩ≒１３ｍＡであるから、周波数の偏移率は、 Δν／ΔＩ＝０．９ＧＨｚ／ｍＡ となる。
リ波状の電流で変調した場合のビート信号である。ただ
し、 光路長ｄ：０．１７ｍ 屈折率ｎ：１．５ ビート波の波数Ｎ：２０ であるから、周波数偏移Δνは、 Δν＝（３×１０8 ／２×１．５×０．１７）×２０＝１１．８ＧＨｚ また、ΔＩ≒１３ｍＡであるから、周波数の偏移率は、 Δν／ΔＩ＝０．９ＧＨｚ／ｍＡ となる。
【００１３】このように、上記実施例によれば、元の被
測定半導体レーザのパワー変動などに左右されることな
く、簡便に周波数偏移Δνを測定することができる。例
えば、上記(7) 式より、 Ｎ＝（Δν／ｃ）２ｎｄ であるから、 周波数偏移Δν：５０×１０9 Ｈｚ 光速ｃ：３×１０8 ｍ／ｓ 屈折率ｎ：１．５ 光路長ｄ：０．１ｍ とすれば、 Ｎ≒（５０×１０9 ×２×１．５×０．１）／３×１０8 ＝５０ となる。つまり、１／ｆm の期間で、５０個のビートを
カウントすれば良く、特に、高速の光電変換器は不要と
なる。
測定半導体レーザのパワー変動などに左右されることな
く、簡便に周波数偏移Δνを測定することができる。例
えば、上記(7) 式より、 Ｎ＝（Δν／ｃ）２ｎｄ であるから、 周波数偏移Δν：５０×１０9 Ｈｚ 光速ｃ：３×１０8 ｍ／ｓ 屈折率ｎ：１．５ 光路長ｄ：０．１ｍ とすれば、 Ｎ≒（５０×１０9 ×２×１．５×０．１）／３×１０8 ＝５０ となる。つまり、１／ｆm の期間で、５０個のビートを
カウントすれば良く、特に、高速の光電変換器は不要と
なる。
【００１４】また、周波数偏移Δνに応じて、光路長ｄ
を任意に設定（コネクタで接続するだけ）しておけば、
ビート波の波数Ｎはいくらでも調整可能（カウントし易
い値にしておくことも可）であり、かつコヒーレント長
なども評価することができる。
を任意に設定（コネクタで接続するだけ）しておけば、
ビート波の波数Ｎはいくらでも調整可能（カウントし易
い値にしておくことも可）であり、かつコヒーレント長
なども評価することができる。
【００１５】
【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに、本発明によれば、特殊な、または高価な測定器や
アライメントなどの技術を用いず、簡便に、かつ安定
に、レーザ光のＦＭ変調特性を測定する光ＦＭ変調特性
測定装置を実現できる。
うに、本発明によれば、特殊な、または高価な測定器や
アライメントなどの技術を用いず、簡便に、かつ安定
に、レーザ光のＦＭ変調特性を測定する光ＦＭ変調特性
測定装置を実現できる。
【図１】本発明の光ＦＭ変調特性測定装置の一実施例を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図２】駆動電流を示す図である。
【図３】被測定半導体レーザの周波数を示す図である。
【図４】図１装置の各部分での光の振幅を示す図であ
る。
る。
【図５】注入電流およびビート波形を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザ光のＦＭ変調特性を測定する装置
において、 光路長の異なるマイケルソン干渉計と、光電変換器とを
有し、 ＦＭ変調された前記レーザ光が前記マイケルソン干渉計
に入射した時に、出力側に現れるビート信号を前記光電
変換器にてパルス信号に変換した後にカウントすること
により、前記レーザ光の周波数偏移量を求めるように構
成したことを特徴とする光ＦＭ変調特性測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP337393A JPH06207847A (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 光ｆｍ変調特性測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP337393A JPH06207847A (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 光ｆｍ変調特性測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06207847A true JPH06207847A (ja) | 1994-07-26 |
Family
ID=11555554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP337393A Pending JPH06207847A (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 光ｆｍ変調特性測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06207847A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100719892B1 (ko) * | 2005-03-23 | 2007-05-18 | 광주과학기술원 | 다중모드광섬유의 모드간 차등지연시간 측정장치 |
| KR100766187B1 (ko) * | 2006-02-03 | 2007-10-10 | 광주과학기술원 | 파장 가변 레이저의 비선형 주파수 변화의 측정 시스템 |
| JP2009081484A (ja) * | 2007-09-25 | 2009-04-16 | Nec Corp | Ｆｍ変調測定方法 |
| CN105300662A (zh) * | 2015-04-17 | 2016-02-03 | 电子科技大学 | 一种半导体激光器调制系数测量装置及方法 |
| WO2021082707A1 (zh) * | 2019-10-28 | 2021-05-06 | 哈尔滨工业大学 | 光纤迈克尔逊干涉仪非线性误差修正方法 |
-
1993
- 1993-01-12 JP JP337393A patent/JPH06207847A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100719892B1 (ko) * | 2005-03-23 | 2007-05-18 | 광주과학기술원 | 다중모드광섬유의 모드간 차등지연시간 측정장치 |
| KR100766187B1 (ko) * | 2006-02-03 | 2007-10-10 | 광주과학기술원 | 파장 가변 레이저의 비선형 주파수 변화의 측정 시스템 |
| JP2009081484A (ja) * | 2007-09-25 | 2009-04-16 | Nec Corp | Ｆｍ変調測定方法 |
| CN105300662A (zh) * | 2015-04-17 | 2016-02-03 | 电子科技大学 | 一种半导体激光器调制系数测量装置及方法 |
| WO2021082707A1 (zh) * | 2019-10-28 | 2021-05-06 | 哈尔滨工业大学 | 光纤迈克尔逊干涉仪非线性误差修正方法 |
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